Figura 1. Torio, número atómico 90 y peso atómico 232.0381.
el torio es el elemento número 90 de la Tabla periódica, el segundo elemento más pesado de la Tierra. El torio es conocido por su potencial para proporcionar energía nuclear en reactores nucleares, al igual que el uranio, que es el combustible nuclear dominante en la actualidad. Fue descubierto en 1828 por el químico sueco Jons Jakob Berzelius, quien lo nombró en honor a Thor, el dios nórdico del trueno., Solo un isótopo del torio se encuentra en la naturaleza, que es el torio-232.
el torio es un elemento «fértil», lo que significa que cuando absorbe un neutrón sufrirá una serie de reacciones nucleares hasta convertirse en un isótopo» fisible», en este caso se convierte en Uranio-233. Este uranio-233 puede ser utilizado como combustible nuclear, ya que se descompone proporcionando energía que podría ser utilizada dentro de un reactor.
el torio es alrededor de 3 veces más abundante que el uranio en la corteza terrestre, con una concentración de 9,6 partes por millón., En países como India y China, la cantidad de recursos de torio es mucho mayor que la cantidad de uranio que tienen, por lo que el desarrollo de torio como parte del combustible nuclear es un área de gran interés.
Torio como combustible
Figura 2. El torio está contenido y producido a partir de la monacita, un mineral natural.
para ser utilizado como combustible para generar electricidad, el torio debe pasar por la transmutación por la absorción de un neutrón., El uranio-233 es el subproducto útil de esto, ya que es fisible y puede sostener una reacción nuclear en cadena. Una vez que se produce uranio-233, puede separarse químicamente para convertirse en un nuevo combustible o usarse directamente en la misma forma, como en reactores de sal fundida. Los reactores CANDU actualmente pueden quemar torio como combustible, si se mezclan con uranio, sin embargo, la CNSC aún no ha autorizado esto. Hay tanto uranio disponible en Canadá que no hay razón para molestarse.
Al igual que el uranio-238, se necesita un neutrón para que el torio inicie su transformación en combustible fisible., Es necesario utilizar un «conductor» para esto a fin de proporcionar estos neutrones, que pueden ser uranio-233 o 235, o plutonio-239, todos los cuales son difíciles de suministrar. Los reactores que operan usando torio usan uranio como este controlador, por lo que se sabe que funcionan en el ciclo de combustible Torio-uranio (Th-u).
beneficios
El ciclo de combustible Th-U tiene algunos beneficios intrigantes en comparación con los reactores más comunes que utilizan el ciclo de uranio-plutonio. En primer lugar, se puede utilizar en reactores de reproducción térmica, mientras que el uranio no puede., Esto significa que si el combustible gastado es reprocesado, no necesitará un controlador de uranio-235 de nuevo, ya que el mejoramiento produce más combustible fisible del que se utilizó originalmente (visite la página del reactor de mejoramiento para más detalles). El uranio-238 también se puede criar, sin embargo, requiere un reactor reproductor rápido, lo que ha aumentado las complicaciones. En segundo lugar, el combustible Th-U no produce ningún elemento transuránico ya que no hay uranio-238 siendo irradiado a elementos dañinos como plutonio, americio, cadmio, etc. Esto hace que los desechos de torio sean mucho menos dañinos en escalas de tiempo más grandes.,
inconvenientes
el uso de torio como combustible también tiene algunos inconvenientes. La amplia experiencia con el torio en la industria nuclear es muy rara, principalmente debido al uso constante del uranio como combustible, pero también porque los proyectos experimentales no son tan fáciles de financiar como los ya probados. El torio también es un poco más difícil de preparar, ya que se necesitan altas temperaturas para producir combustible sólido. Sin embargo, el combustible líquido, como se usa en un reactor de sal fundida, no se encuentra con este problema., Otro inconveniente es la desintegración gamma involucrada en el ciclo Th-U, ya que algunos núcleos hijos tienen desintegraciones gamma asociadas que son difíciles de proteger y, por lo tanto, cuestan más dinero para hacerlo.
Torio para el futuro de la energía nuclear
el torio tiene mucho potencial para el futuro de la energía nuclear, sin embargo, hay muchos conceptos erróneos sobre cuánto potencial tiene.
Un beneficio principal del torio es que hay mucho de él; como se mencionó anteriormente, hay alrededor de 3 veces más torio que uranio en la corteza terrestre., Sin embargo, actualmente la cantidad de torio que es económica para extraer es aproximadamente la misma que el uranio (ver reserva vs recurso). Así que a menos que un país tenga mucho más torio que uranio como India y China, el hecho de que haya más torio no influye en las necesidades actuales de combustible. En el futuro, sin embargo, los recursos conocidos de torio pueden convertirse en reservas potenciales si son económicos de perseguir.,
reactores de sal fundida
Artículo principal
otro beneficio es su uso en reactores de sal fundida (MSR), uno de los seis reactores nucleares de la Generación IV, sin embargo los MSR no son exclusivos del torio como mucha gente piensa; pueden y han utilizado uranio como combustible, con el primer reactor de investigación MSR operando con tetrafluoruro de uranio-235 disuelto (UF4). Los reactores de sal fundida alimentados con torio a menudo se conocen como reactores de torio de fluoruro líquido (LFTR).
Sin embargo, el torio tiene sus ventajas en un MSR., Los msr pueden procesar productos de descomposición debido a su uso de fluidos en lugar de combustibles sólidos. Esto es útil porque cuando el torio-232 absorbe un neutrón, beta decae a Proactinio-233, que tiene una vida media de 27 días, y podría absorber neutrones en el reactor que no es deseado. Por lo tanto, el Proactinio-233 puede ser removido, permitido decaer en Uranio-233 (el combustible fisible deseado) y luego reintroducido al reactor en un momento posterior.,
hay mucho optimismo para el torio, especialmente dentro de los MSR, y la investigación y el desarrollo están siendo perseguidos por muchos países de todo el mundo, incluidos Japón, Rusia, China, India, Francia y más.
Video
El video a continuación es del proyecto de videos periódicos de la Universidad de Nottingham. Han creado un conjunto completo de videos cortos sobre cada elemento en la Tabla periódica de elementos. El equipo de educación energética no está de acuerdo con la declaración en el video de que hay una cantidad relativamente escasa de uranio en el mundo., Además, la implicación en el video de que el uranio y el plutonio se utilizaron en plantas de energía nuclear debido al uso en tiempos de guerra es cuestionable.
