Figur 1. Thorium, atomnummer 90 og atomvægt 232.0381.
Thorium er det 90.element i det periodiske bord, det andet tungeste element på jorden. Thorium er kendt for sit potentiale til at levere atomenergi i atomreaktorer, ligesom uran, som er det nuværende dominerende nukleare brændstof. Det blev opdaget i 1828 af den svenske kemiker Jons Jakob ber .elius, der navngav det efter Thor, den nordiske tordengud., Kun en isotop af thorium findes i naturen, det vil sige Thorium-232.
Thorium er et “frugtbart” element, hvilket betyder, at når det absorberer en neutron, vil det gennemgå en række nukleare reaktioner, indtil det bliver en “fissil” isotop, i dette tilfælde bliver det uran-233. Denne uran-233 kan derefter bruges som et nukleart brændsel, da det henfalder og leverer energi, der kunne bruges i en reaktor.
Thorium er omkring 3 gange mere rigeligt end uran i jordskorpen med en koncentration på 9, 6 dele pr., I lande som Indien og Kina, mængden af thorium ressourcer er meget større end mængden af uran, de har, så udviklingen af thorium som en del i nukleart brændsel er et område af stor interesse.
Thorium som brændstof
Figur 2. Thorium er indeholdt i og fremstillet af Mona .it, et naturligt forekommende mineral.
for at blive brugt som brændstof til at generere elektricitet, skal thorium gennemgå transmutation ved absorption af en neutron., Uran-233 er det nyttige biprodukt af dette, da det er fissilt og kan opretholde en nuklear kædereaktion. Når uran-233 er produceret det kan enten kemisk separeres for at blive gjort til et nyt brændstof eller anvendes direkte i samme form, såsom i smeltede salt reaktorer. CANDU reaktorer kan i øjeblikket brænde thorium som brændstof, hvis blandet med uran, men CNSC har endnu ikke licenseret dette. Der er så meget uran til rådighed i Canada er der ingen grund til at genere.
På samme måde som uran-238 er en neutron nødvendig for, at thorium kan indlede omdannelsen af det til et fissilt brændstof., Der skal bruges en chauffør til dette for at tilvejebringe disse neutroner, som kan være uran-233 eller 235 eller Plutonium-239, som alle er vanskelige at levere. Reaktorer, der opererer ved hjælp af thorium, bruger uran som denne driver, så de er kendt for at køre på thorium-uran (TH-U) brændstofcyklus.
fordele
th-u-brændselscyklussen har nogle spændende fordele i forhold til de mest almindelige reaktorer, der bruger uran-Plutoniumcyklussen. For det første kan den bruges i termiske opdrætterreaktorer, mens uran ikke kan., Dette betyder, at hvis det brugte brændsel oparbejdes, vil det ikke kræve en uran-235-driver igen, da avl producerer mere fissilt brændstof end oprindeligt brugt (besøg siden breeder reactor For mere detaljeret). Uran-238 kan avles så godt, men det kræver en hurtig opdrætter reaktor, som har øget komplikationer. For det andet producerer TH-u-brændstof ingen transuraniske elementer, da der ikke er nogen uran-238, der bestråles til skadelige elementer som Plutonium, Americium, Cadmium osv. Dette gør thorium affald meget mindre skadeligt på større tidsskalaer.,
ulemper
brugen af thorium som brændstof har også nogle ulemper. Omfattende erfaring med thorium i atomindustrien er meget sjælden, hovedsageligt på grund af den konstante brug af uran som brændstof, men også fordi eksperimentelle projekter ikke er så let finansieret som allerede beviste. Thorium er også lidt sværere at forberede, da høje temperaturer er nødvendige for at producere fast brændsel. Flydende brændstof, som anvendes i en smeltet salt reaktor dog ikke løbe ind i dette problem., En anden ulempe er gamma-henfaldet, der er involveret i TH-u-cyklussen, da nogle datterkerner har tilknyttede gamma-henfald, som er svære at beskytte og derfor koster flere penge for at gøre det.
Thorium for fremtiden for nuklear
Thorium har masser af potentiale for fremtiden for atomkraft, men der er mange misforståelser om, hvor meget potentiale det har.
en hovedfordel ved thorium er, at der er meget af det; som nævnt før er der omkring 3 gange mere thorium end uran i jordskorpen., Men i øjeblikket er mængden af thorium, der er økonomisk at udvinde, omtrent det samme som uran (se reserve vs ressource). Så medmindre et land har meget mere thorium end uran som Indien og Kina, påvirker det faktum, at der er mere thorium, ikke de nuværende behov for brændstof. I fremtiden kan kendte ressourcer af thorium imidlertid blive potentielle reserver, hvis de er Økonomiske at forfølge.,
Smeltet salt reaktorer
denne artikel
en Anden fordel er dens brug i smeltet salt reaktorer (MSR), en af de seks Generation IV reaktorer, men MSRs er ikke eksklusivt til thorium som mange mennesker tror, de kan og har brugt uran som brændstof, med den første MSR forskning, der opererer med opløst Uran-235 tetrafluorid (UF4). Thorium-drevne smeltede saltreaktorer kaldes ofte flydende Fluoridthoriumreaktorer (LFTR).
Thorium har dog sine fordele i en MSR., MSRs kan behandle henfaldsprodukter på grund af deres brug af væsker snarere end fast brændsel. Dette er nyttigt, fordi når Thorium-232 absorberer en neutron det beta henfalder til Proactinium-233, som har en halveringstid på 27 dage, og kunne absorbere neutroner i reaktoren, som er uønsket. Derfor kan Proactinium-233 fjernes, henfalde til uran-233 (det ønskede fissile brændstof) og derefter genindføres til reaktoren på et senere tidspunkt.,
Der er masser af optimisme for thorium, især inden for MSRs, og forskning og udvikling er ved at blive forfulgt af mange lande rundt om i verden, herunder Japan, Rusland, Kina, Indien, Frankrig, og meget mere.
Video
videoen nedenfor er fra University of Nottinghams periodiske videoprojekt. De har skabt en komplet suite af korte videoer på hvert element på det periodiske system af elementer. Energiuddannelsesholdet er uenig i udsagnet i videoen om, at der er en relativt knap mængde uran i verden., Også implikationen i videoen, at uran og plutonium blev brugt i atomkraftværker på grund af krigstid er tvivlsom.
