Поскольку изменение климата делает планету менее приятной для жизни, ядерной энергии уделяется все больше внимания. Солнечная и ветровая энергия могут помочь сократить выбросы парниковых газов, но если будет найдено решение проблемы изменения климата, ядерная энергия , вероятно, станет его частью.
Но хотя ядерная энергетика не требует выбросов углерода, это рискованно. Во-первых, удаление радиоактивных отходов атомных электростанций представляет собой неразрешимую проблему - что делать с такими опасными побочными продуктами? Кроме того, что произойдет, если активная зона расплавится и вызовет смертельную экологическую катастрофу, как это произошло в Фукусиме , Япония, в 2011 году? Есть и другие поводы для беспокойства, но есть множество причин, по которым нужно упорно работать над тем, чтобы сделать ядерную энергетику более безопасной.
Ядерные реакторы работают за счет деления, цепной ядерной реакции, в которой атомы расщепляются для получения энергии (или, в случае ядерных бомб, массивного взрыва).
«Приблизительно 450 ядерных реакторов находятся в эксплуатации по всему миру, и все они нуждаются в топливе», - говорит Стив Кран , профессор кафедры гражданской и экологической инженерии в Университете Вандербильта. «По большей части эти реакторы работают на уране-235 (U-235), и страны, которые частично перерабатывают топливо - Франция, Россия и несколько других стран, - добавляют немного переработанного плутония-239, чтобы получить то, что называется смешанным. -оксидное топливо ».
Плутоний является побочным продуктом отработанного топлива ядерного реактора; он очень токсичен, и его радиоактивность падает не очень быстро - ему требуются десятки тысяч лет, чтобы достичь безопасного уровня радиации, тогда как торий разрушается до безопасного уровня примерно за 500 лет.
Что такое торий?
Некоторые ученые считают, что элемент торий - это ответ на наши ядерные проблемы. Торий - это слаборадиоактивный металл, имеющий относительно большое количество - примерно столько же, сколько олово, и больше, чем урана. Он также широко распространен, особенно в Индии, Турции, Бразилии, США и Египте.
Торий - не такое топливо, как уран. Разница в том, что уран делящийся, а это означает, что он вызывает неконтролируемую цепную реакцию, если вы можете получить достаточно урана в одном месте за один раз. Торий, с другой стороны, нерасщепляющийся или «плодородный», что означает, что вы должны бомбардировать торий нейтронами - по сути, запускать его с помощью небольшого количества радиоактивного материала, такого как уран, - чтобы он мог преобразоваться в изотоп урана (U- 233 / Th-232) для создания силы.
Торий за и против
Торий использовался во многих ранних экспериментах по ядерной физике - с ним работали Мари Кюри и Эрнест Резерфорд. Уран стал более тесно связан с ядерным процессом во время Второй мировой войны, потому что уран лучше подходит для изготовления бомб, но для выработки энергии торий имеет некоторые реальные преимущества перед ураном. Торий более эффективен, чем уран, и его реакторы с меньшей вероятностью расплавятся, поскольку они работают при более низком давлении. Кроме того, во время работы реактора образуется меньше плутония, и некоторые ученые утверждают, что ториевые реакторы могут разрушитьтонны опасных плутониевых отходов, которые создавались и складывались с 1950-х годов. Мало того, торий считается почти защищенным от распространения, поскольку плутоний нельзя выделить из отходов и использовать для изготовления бомб.
Однако у тория есть несколько недостатков. Во-первых, хотя торий и его отходы опасны в течение сотен, а не десятков тысяч лет по сравнению с ураном или плутонием, на самом деле торий более опасен в краткосрочной перспективе. По этой причине с торием труднее работать, и сложнее его удержать. Кроме того, его труднее подготовить, чем урановые стержни: по словам Крана, если мы собираемся привести нашу планету в действие, используя ториевый топливный цикл, необходимо произвести достаточное количество U-233 для топлива первых реакторов.
«Способы химической обработки Th-232 и U-233 довольно хорошо отработаны; однако необходимо будет построить оборудование для такой химической обработки», - говорит Кран.
Использование тория для получения энергии
Есть несколько способов применения тория для производства энергии. Один из способов - использовать твердое ториевое топливо в обычном водоохлаждаемом реакторе, подобном современным урановым электростанциям. Еще одна перспектива, которая волновала ученых и сторонников ядерной энергетики, - это реактор на расплавленной соли. В этих установках топливо растворяется в чане с жидкой солью. Соли имеют высокую температуру кипения, поэтому даже сильные скачки температуры не приведут к взрывам. Кроме того, реакторы на расплавленных солях не требуют большого охлаждения, поэтому для работы им не нужно большое количество воды. По этой причине ядерный реактор с ториевым двигателем проходит испытания в пустыне Гоби в Китае .
Вот это интересно
Торий был обнаружен Джонс Якобом Берцелиусом в 1828 году, который назвал его в честь Тора, норвежского бога грома.
