Good Mood

Thorium je 90. prvek v periodické tabulce, druhý nejtěžší prvek na Zemi. Thorium je známé svým potenciálem poskytovat jadernou energii v jaderných reaktorech, podobně jako uran, který je současným dominantním jaderným palivem. Byl objeven v roce 1828 švédský chemik Jons Jakob Berzelius, který ji pojmenoval po Thor, Severský bůh hromu., V přírodě se nachází pouze jeden izotop thoria, který je Thorium-232.

Thorium je“ úrodný “ prvek, což znamená, že když absorbuje neutron, podstoupí řadu jaderných reakcí, dokud se nestane „štěpným“ izotopem, v tomto případě se stane uranem-233. Tento Uran-233 pak může být použit jako jaderné palivo, protože se rozkládá a poskytuje energii, která by mohla být použita v reaktoru.

Thorium je asi 3krát hojnější než uran v zemské kůře s koncentrací 9, 6 dílů na milion., V zemích, jako je Indie a Čína, množství thoria zdrojů je mnohem větší než množství uranu, takže vývoj thoria jako součást jaderného paliva v je oblast velký zájem.

Thorium jako palivo

aby bylo možné použít jako palivo pro výrobu elektřiny, musí thorium projít transmutací absorpcí neutronu., Uran – 233 je užitečným vedlejším produktem, protože je štěpný a může udržovat jadernou řetězovou reakci. Jakmile se Uran-233 vyrábí, může být buď chemicky oddělen, aby mohl být vyroben na nové palivo, nebo použit přímo ve stejné formě, například v reaktorech s roztavenou solí. Reaktory CANDU mohou v současné době spalovat thorium jako palivo, pokud je smícháno s uranem, CNSC to však dosud licencovalo. V Kanadě je k dispozici tolik uranu, že není důvod se obtěžovat.

podobně jako uran-238 je pro thorium potřebný neutron, který iniciuje jeho přeměnu na štěpné palivo., To „strojvedoucí“ musí být použit pro poskytování těchto neutronů, které může být Uran-233 nebo 235 nebo Plutonia-239, z nichž všechny jsou těžké dodávky. Reaktory pracující pomocí thoria používají jako tento ovladač Uran, takže je známo, že běží na palivovém cyklu Thorium-Uran (Th-U).

výhody

palivový cyklus TH-U má pro něj některé zajímavé výhody ve srovnání s nejběžnějšími reaktory, které používají cyklus Uran-Plutonium. Za prvé, může být použit v tepelných chovných reaktorech, zatímco Uran nemůže., To znamená, pokud je vyhořelé palivo přepracovat, bude to vyžadovat Uranu-235 ovladač znovu, protože chov produkuje více štěpného paliva, než byl původně používán (Návštěva chovatele reaktoru stránce pro více detailů). Uran-238 může být také chován, nicméně vyžaduje rychlý chovatelský reaktor, který má zvýšené komplikace. Za druhé, palivo TH-U neprodukuje žádné transuranové prvky, protože není ozařován uran-238 škodlivými prvky, jako je Plutonium, Americium, kadmium atd. To způsobuje, že odpad thoria je mnohem méně škodlivý ve větších časových pásmech.,

nevýhody

použití thoria jako paliva má také některé nevýhody. Rozsáhlé zkušenosti s thoriem v jaderném průmyslu jsou velmi vzácné, zejména díky stálému používání uranu jako paliva, ale také proto, že experimentální projekty nejsou tak snadno financovány jako již osvědčené. Thorium je také trochu těžší připravit, protože pro výrobu tuhého paliva jsou zapotřebí vysoké teploty. Kapalné palivo, jak se používá v reaktoru roztavené soli, se však tomuto problému nedostává., Další nevýhodou je gama rozpad zapojených v Th-U cyklu, jako některé dcera jádra mají spojené gama rozpadů, které jsou těžké štít, a proto stojí více peněz, aby tak učinily.

Thorium pro budoucnost jaderné

Thorium má spoustu potenciálu pro budoucnost jaderné energetiky, nicméně existuje mnoho mylných představ, jak velký potenciál má.

jednou z hlavních výhod thoria je, že je toho hodně; jak již bylo zmíněno dříve, v zemské kůře je asi 3krát více thoria než uranu., V současné době je však množství thoria, které je ekonomické pro extrakci, přibližně stejné jako uran (viz reserve vs resource). Takže pokud země nemá mnohem více thoria než uran, jako je Indie a Čína, skutečnost, že existuje více thoria, neovlivňuje současné potřeby paliva. V budoucnu se však známé zdroje thoria mohou stát potenciálními rezervami,pokud jsou ekonomické.,

Roztavené soli reaktory

hlavní článek

Další výhodou je jeho použití v reaktorech s roztavenou solí (MSR), jeden z šesti IV. Generace jaderných reaktorů, nicméně MSRs nejsou exkluzivní thorium jak si mnoho lidí myslí; mohou a používají uran jako palivo, s prvním MSR výzkumný reaktor pracující s rozpuštěného Uranu-235 tetrafluoride (UF4). Reaktory roztavené soli poháněné thoriem jsou často označovány jako reaktory thoria s kapalným fluoridem (LFTR).

Thorium má své výhody v MSR ačkoli., MSRs mohou zpracovávat produkty rozpadu kvůli jejich použití tekutin spíše než pevných paliv. To je užitečné, protože když Thorium-232 absorbuje neutron to beta rozkládá na Proactinium-233, který má poločas 27 dní, a mohl absorbovat neutrony v reaktoru, což je nežádoucí. Proto lze Proaktinium – 233 odstranit, nechat se rozpadnout na uran-233 (požadované štěpné palivo) a později znovu zavést do reaktoru.,

Existuje mnoho optimismu pro thorium, a to zejména v MSRs, a výzkum a vývoj je pronásledován mnoha zemích po celém světě, včetně Japonska, Ruska, Číny, Indie, Francie, a další.

Video

níže uvedené video pochází z projektu periodických videí University of Nottingham. Vytvořili kompletní sadu krátkých videí na každém prvku v periodické tabulce prvků. Energetický vzdělávací tým nesouhlasí s tvrzením ve videu, že na světě je relativně vzácné množství uranu., Také důsledky ve videu, že Uran a plutonium byly použity v jaderných elektrárnách kvůli válečnému použití, jsou sporné.