Kuva 1. Torium, järjestysnumero 90 ja atomipaino 232.0381.
Torium on 90 elementti jaksollisen, toinen raskain elementti Maan päällä. Torium tunnetaan potentiaalistaan tuottaa ydinenergiaa ydinreaktoreissa, aivan kuten uraani, joka on nykyinen hallitseva ydinpolttoaine. Sen löysi vuonna 1828 ruotsalainen kemisti Jons Jakob Berzelius, joka nimesi sen norjalaisen ukkosen jumalan Thorin mukaan., Luonnossa esiintyy vain yksi toriumin isotooppi, joka on torium-232.
Torium on ”hedelmällinen” – elementti, joka tarkoittaa sitä, että kun se imee neutroni se tehdään useita, ydinreaktiot, kunnes se tulee ”halkeamiskelpoisten” isotooppi, tässä tapauksessa muuttuu Uraani-233. Tätä uraani-233: A voidaan sitten käyttää ydinpolttoaineena, koska se hajoaa tuottaen energiaa, jota voitaisiin käyttää reaktorissa.
toriumia on maankuoressa noin 3 kertaa enemmän kuin uraania, jonka pitoisuus on 9,6 osaa miljoonaa kohti., Intian ja Kiinan kaltaisissa maissa toriumresurssien määrä on paljon suurempi kuin uraanin määrä, joten toriumin kehittäminen osana ydinpolttoainetta kiinnostaa suuresti.
Toriumia polttoaineena
Kuva 2. Toriumia on luonnossa esiintyvän mineraalin monatsiitissa ja siitä valmistetaan toriumia.
, jotta sitä voidaan käyttää polttoaineena sähkön tuottamiseksi, torium täytyy mennä läpi muuttumisesta, jonka imeytymistä neutroni., Uraani-233 on hyödyllinen sivutuote, koska se on halkeamiskelpoisten ja voi ylläpitää ydin-ketjureaktion. Kun Uraani-233 on tuotettu, se voi olla joko kemiallisesti erotettu toisistaan, jotta voidaan valmistaa uutta polttoainetta tai käyttää suoraan samassa muodossa, kuten sula suola reaktorit. CANDU-reaktorit voivat tällä hetkellä polttaa toriumia polttoaineena, jos se sekoitetaan uraaniin, mutta CNSC ei ole vielä lisensoinut sitä. Kanadassa on niin paljon uraania, ettei ole syytä vaivautua.
Vastaavasti Uraani-238, neutroni tarvitaan torium aloittaa muutosta sen halkeamiskelpoista polttoainetta., On ”kuljettaja” on käytettävä tätä jotta nämä neutronit, jotka voivat olla Uraani-233 tai 235 tai Plutonium-239, joista on vaikea tarjontaa. Toriumia käyttävät reaktorit käyttävät uraania kuljettimena, joten niiden tiedetään kulkevan torium-uraanin (Th-U) polttoainekiertoa.
Hyödyt
Th-U polttoainekierron on joitakin mielenkiintoisia etuja siihen verrattuna yleisin reaktorit, jotka käyttävät Uraani-Plutonium-kierron. Ensinnäkin sitä voidaan käyttää lämpöreaktoreissa, kun taas uraani ei., Tämä tarkoittaa, että jos käytettyä polttoainetta ei jälleenkäsitellä, se ei vaadi Uraani-235 driver uudelleen, koska kasvatus tuottaa enemmän halkeamiskelpoista polttoainetta kuin oli alun perin käytetty (Käy kasvattaja reaktori-sivulla tarkemmin). Uraani-238 voidaan myös kasvattaa, mutta se vaatii nopean hyötöreaktorin, joka on lisännyt komplikaatioita. Toiseksi, Th-U-polttoaine ei tuota mitään transuranic elementtejä, koska ei ole Uraani-238 säteilee haitallisia elementtejä, kuten Plutonium, Amerikium, Kadmium, jne. Tämä tekee toriumjätteestä paljon vähemmän haitallista suuremmilla aikajänteillä.,
haittoja
toriumin käytöllä polttoaineena on myös joitakin haittoja. Laaja kokemus torium ydinvoima-ala on hyvin harvinainen, lähinnä tasaista käyttää uraania polttoaineena, mutta myös siksi, että kokeellinen hankkeet eivät ole yhtä helposti rahoitetaan jo osoittautuneet itse. Toriumia on myös hieman vaikeampi valmistaa, sillä kiinteän polttoaineen tuottamiseen tarvitaan korkeita lämpötiloja. Nestemäinen polttoaine, jota käytetään sulassa suolareaktorissa, ei kuitenkaan törmää tähän ongelmaan., Toinen haittapuoli on, gamma-hajoaminen mukana Th-U-jakson, kuten jotkut tytär ytimet ovat liittyvät gamma hajoaa, joita on vaikea kilpi, ja siksi maksaa enemmän rahaa tehdä niin.
Torium tulevaisuuden ydinvoima
Torium on paljon potentiaalia tulevaisuuden ydinvoimaa, kuitenkin on olemassa monia väärinkäsityksiä siitä, kuinka paljon potentiaalia siinä on.
Yksi tärkein hyöty torium on, että siellä on paljon se; kuten edellä mainittiin on noin 3 kertaa enemmän toriumia kuin uraanilla maankuoressa., Kuitenkin tällä hetkellä toriumin määrä, joka on edullinen poimia on suunnilleen sama kuin uraani (katso varaus vs resurssi). Jos maalla ei siis ole paljon enemmän toriumia kuin uraanilla, kuten Intialla ja Kiinalla, se, että toriumia on enemmän, ei vaikuta nykyisiin polttoainetarpeisiin. Tulevaisuudessa toriumin tunnetut luonnonvarat voivat kuitenkin muuttua potentiaalisiksi varannoiksi, jos ne ovat taloudellisia tavoiteltavia.,
Sula suola reaktorit
main artikkeli
Toinen etu on sen käyttö sula suola reaktorit (MSR), yksi kuusi neljännen Sukupolven ydinreaktorit, kuitenkin MSRs eivät ole yksinomaan torium niin monet ihmiset ajattelevat, he voivat ja on käytettävä uraani, koska niiden polttoaine, jonka ensimmäinen MSR-tutkimusreaktorin toiminta liuennut Uraani-235 tetrafluoride (uf4: ksi). Toriumin polttoaineena toimivista sulan suolan reaktoreista käytetään usein nimitystä nestemäisen fluoridin Toriumreaktorit (LFTR).
Toriumilla on kuitenkin etunsa MSR: ssä., MSR: t voivat käsitellä hajoamistuotteita, koska ne käyttävät nesteitä kiinteiden polttoaineiden sijaan. Tämä on hyödyllinen, koska kun Torium-232 absorboi neutronin se beta hajoaa Proactinium-233, joka on puoliintumisaika on 27 päivää, ja voi imeä neutronien reaktori, joka on ei-toivottuja. Siksi Proactinium-233 voidaan poistaa, saa rapistua Uraani-233: a (haluttu halkeamiskelpoista polttoainetta) ja sitten uudelleen reaktoriin myöhemmin.,
Siellä on paljon optimismia torium, varsinkin sisällä MSRs, ja tutkimusta ja kehittämistä harjoitetaan monissa maissa ympäri maailmaa, mukaan lukien Japani, Venäjä, Kiina, Intia, Ranska, ja enemmän.
Video
alla oleva video on Nottinghamin yliopiston periodivideoprojektista. He ovat luoneet täydellisen sarjan lyhyitä videoita jokaisesta elementistä jaksollisessa alkuaineiden järjestelmässä. Energiakasvatustiimi on eri mieltä videon lausunnosta, jonka mukaan maailmassa on suhteellisen vähän uraania., Myös videon väite, jonka mukaan uraania ja plutoniumia olisi käytetty ydinvoimaloissa sota-ajan käytön vuoksi, on kyseenalainen.
