Ponieważ zmiany klimatyczne sprawiają, że planeta jest mniej przyjemna do życia, coraz więcej uwagi poświęca się energii jądrowej. Energia słoneczna i wiatrowa mogą pomóc w ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych, ale jeśli uda się znaleźć rozwiązanie problemu zmian klimatycznych, prawdopodobnie będzie to stanowić energia jądrowa .
Ale chociaż energia jądrowa nie zawiera węgla, jest ryzykowna. Po pierwsze, usuwanie odpadów promieniotwórczych z elektrowni jądrowych stanowi nierozwiązywalny problem — co zrobić z tak niebezpiecznymi produktami ubocznymi? Co się stanie, jeśli rdzeń stopi się i spowoduje śmiertelną katastrofę ekologiczną, jak to miało miejsce w Fukushimie w Japonii w 2011 roku? Istnieją również inne obawy, ale jest wiele powodów, aby odrywać się od zwiększania bezpieczeństwa energii jądrowej.
Reaktory jądrowe działają na zasadzie rozszczepienia, jądrowej reakcji łańcuchowej, w której atomy dzielą się, aby wyprodukować energię (lub, w przypadku bomb atomowych, potężną eksplozję).
„Około 450 reaktorów jądrowych działa na całym świecie i wszystkie potrzebują paliwa” – mówi w e-mailu Steve Krahn , profesor na wydziale inżynierii lądowej i środowiskowej na Vanderbilt University. „W większości reaktory te działają na Uran-235 (U-235), a kraje, które częściowo poddają recyklingowi paliwo – Francja, Rosja i kilka innych krajów – mieszają trochę plutonu-239 z recyklingu, aby uzyskać tak zwany mieszany - paliwo tlenkowe."
Pluton jest produktem ubocznym zużytego paliwa z reaktora jądrowego; jest wysoce toksyczny, a jego radioaktywność nie spada bardzo szybko — potrzeba dziesiątek tysięcy lat, aby osiągnąć bezpieczny poziom promieniowania, podczas gdy tor rozkłada się do bezpiecznego poziomu w ciągu około 500 lat.
Co to jest tor?
Niektórzy naukowcy uważają, że tor jest odpowiedzią na nasze problemy jądrowe. Tor jest lekko radioaktywnym metalem występującym w stosunkowo dużych ilościach — mniej więcej tak obfitym jak cyna i bardziej obfitym niż uran. Jest również szeroko rozpowszechniony, szczególnie w Indiach, Turcji, Brazylii, Stanach Zjednoczonych i Egipcie.
Tor nie jest paliwem jak uran. Różnica polega na tym, że uran jest rozszczepialny, co oznacza, że wywołuje niekontrolowaną reakcję łańcuchową, jeśli można uzyskać wystarczającą ilość uranu w jednym miejscu w tym samym czasie. Z drugiej strony tor jest nierozszczepialny lub „płodny”, co oznacza, że musisz bombardować tor neutronami – zasadniczo uruchomić go niewielką ilością materiału radioaktywnego, takiego jak uran – aby mógł przekształcić się w izotop uranu (U- 233/Th-232) do tworzenia mocy.
Zalety i wady toru
Tor był używany w wielu wczesnych eksperymentach fizyki jądrowej — pracowali z nim Marie Curie i Ernest Rutherford. Uran stał się silniej związany z procesem jądrowym podczas II wojny światowej, ponieważ uran jest lepszy do produkcji bomb, ale do wytwarzania energii tor ma pewne realne zalety w porównaniu z uranem. Tor jest bardziej wydajny niż uran, a jego reaktory mogą być mniej podatne na stopienie, ponieważ działają pod niższym ciśnieniem. Ponadto podczas pracy reaktora wytwarza się mniej plutonu, a niektórzy naukowcy twierdzą, że reaktory z torem mogą niszczyćton niebezpiecznych odpadów plutonu, które zostały wytworzone i składowane od lat 50. XX wieku. Co więcej, tor uważany jest za prawie odporny na proliferację, ponieważ plutonu nie można oddzielić od produktów odpadowych i wykorzystać do produkcji bomb.
Jednak tor ma kilka wad. Jednym z nich jest to, że chociaż tor i jego produkty odpadowe są niebezpieczne przez setki, a nie dziesiątki tysięcy lat w porównaniu z uranem lub plutonem, tor jest w rzeczywistości bardziej niebezpiecznie radioaktywny w krótkim okresie. Z tego powodu tor może być nieco trudniejszy w obróbce i trudniej go zatrzymać. Jest również trudniejszy do przygotowania niż pręty uranowe: według Krahna, jeśli zamierzamy zasilać naszą planetę za pomocą toru, należy wyprodukować wystarczającą ilość U-233, aby zasilić początkowe reaktory.
„Metody chemicznego przetwarzania Th-232 i U-233 są dość dobrze ugruntowane, jednak należałoby zbudować urządzenia do takiej obróbki chemicznej”, mówi Krahn.
Używanie Toru do Energii
Istnieje kilka sposobów wykorzystania toru do produkcji energii. Jednym ze sposobów jest zastosowanie stałego paliwa torowego w konwencjonalnym reaktorze chłodzonym wodą, podobnym do nowoczesnych elektrowni na uran. Inną perspektywą, która jest ekscytująca dla naukowców i zwolenników energii jądrowej, jest reaktor ze stopioną solą. W tych zakładach paliwo rozpuszcza się w kadzi z płynną solą. Sole mają wysoką temperaturę wrzenia, więc nawet duże skoki temperatury nie doprowadzą do eksplozji. Ponadto reaktory do stopionych soli nie wymagają dużego chłodzenia, więc nie potrzebują do działania dużej ilości wody. Z tego powodu na pustyni Gobi w Chinach testowany jest reaktor jądrowy zasilany torem .
Teraz to ciekawe
Thorium zostało odkryte przez Jonsa Jakoba Berzeliusa w 1828 roku, który nazwał go na cześć Thora, nordyckiego boga piorunów.
