1.ábra. Tórium, atomszáma 90 és atomtömege 232.0381.
a tórium a periódusos rendszer 90. eleme, a Föld második legnehezebb eleme. A tórium ismert arról, hogy képes nukleáris energiát biztosítani az atomreaktorokban, hasonlóan az uránhoz, amely a jelenlegi domináns nukleáris üzemanyag. 1828-ban fedezte fel Jons Jakob Berzelius svéd kémikus, aki Thorról, a mennydörgés skandináv istenéről nevezte el., A tóriumnak csak egy izotópja található a természetben, ez a tórium-232.
a tórium “termékeny” elem, ami azt jelenti, hogy amikor elnyeli a neutronokat, nukleáris reakciók sorozatát fogja végezni, amíg “hasadó” izotópvá nem válik, ebben az esetben urán-233 lesz. Ezt az urán-233-at ezután nukleáris üzemanyagként lehet használni, mivel bomlik, energiát biztosítva, amelyet egy reaktoron belül fel lehet használni.
a tórium körülbelül 3-szor nagyobb, mint az urán a földkéregben, 9, 6 rész / millió koncentrációval., Az olyan országokban, mint India és Kína, a tóriumforrások mennyisége sokkal nagyobb, mint az urán mennyisége, így a tórium fejlesztése A nukleáris üzemanyag részeként nagy érdeklődésre számot tartó terület.
tórium mint üzemanyag
2.ábra. A tóriumot a természetben előforduló ásványi anyag, a monazit tartalmazza és termeli.
ahhoz, hogy villamos energiatermeléshez tüzelőanyagként lehessen használni, a tóriumnak egy neutron abszorpciójával transzmutáción kell keresztülmennie., Az urán-233 ennek hasznos mellékterméke, mivel hasad, és képes fenntartani a nukleáris láncreakciót. Az urán-233 előállítása után kémiailag elválasztható, hogy új üzemanyaggá váljon, vagy közvetlenül ugyanabban a formában, például olvadt sóreaktorokban használható. A CANDU reaktorok jelenleg tóriumot égethetnek üzemanyagként, ha uránnal keverik, azonban a CNSC még nem engedélyezte ezt. Olyan sok urán áll rendelkezésre Kanadában, hogy nincs ok a zavarásra.
Az urán-238-hoz hasonlóan neutronra van szükség ahhoz, hogy a tórium hasadóanyaggá alakuljon., Ehhez egy “vezetőt” kell használni ahhoz, hogy ezeket a neutronokat, amelyek lehetnek urán-233 vagy 235, vagy plutónium-239, amelyek mindegyike nehezen szállítható. A tóriummal működő reaktorok uránt használnak vezetőként, így ismert, hogy a tórium-urán (TH-U) üzemanyagcikluson futnak.
előnyök
A TH-U üzemanyagciklusnak van néhány érdekes előnye a leggyakoribb reaktorokhoz képest, amelyek az urán-plutónium ciklust használják. Először is, termikus tenyésztő reaktorokban használható,míg az urán nem., Ez azt jelenti, hogy ha a kiégett üzemanyag újra, akkor nem szükséges Urán-235-illesztőprogramot, mivel a tenyésztés termel több hasadó üzemanyag, mint eredetileg használt (Látogasson el a tenyésztő reaktor oldal részletesebben). Az urán-238 is tenyészthető, azonban gyors tenyésztő reaktort igényel, amely fokozott komplikációkkal jár. Másodszor, a th-u üzemanyag nem termel transzurán elemeket, mivel nincs olyan urán-238, amelyet káros elemekre, például Plutóniumra, Americiumra, kadmiumra stb. Ez a tóriumhulladékot sokkal kevésbé károsítja a nagyobb időtávokon.,
hátrányok
a tórium üzemanyagként történő használatának vannak hátrányai is. A nukleáris iparban a tórium széles körű tapasztalata nagyon ritka, elsősorban az urán üzemanyagként történő folyamatos használatának köszönhetően, hanem azért is, mert a kísérleti projektek nem olyan könnyen finanszírozhatók, mint a már bevált projektek. A tóriumot egy kicsit nehezebb előkészíteni, mivel magas hőmérsékletre van szükség a szilárd tüzelőanyag előállításához. Folyékony üzemanyag, mint használt olvadt sóreaktor azonban nem befut ez a probléma., Egy másik hátrány a th-U ciklusban részt vevő gamma-bomlás, mivel egyes leánymagok olyan gamma-bomlásokat társítanak, amelyeket nehéz megvédeni, ezért több pénzt költenek erre.
tórium a jövő nukleáris
a Tóriumnak sok lehetősége van az atomenergia jövőjére, azonban sok tévhit van arra, hogy mennyi potenciállal rendelkezik.
a tórium egyik fő előnye, hogy sok van; amint azt korábban említettük, körülbelül 3-szor több tórium van, mint az urán a földkéregben., Jelenleg azonban a kivonandó tórium mennyisége nagyjából megegyezik az uránnal (lásd reserve vs resource). Tehát ha egy ország nem rendelkezik sokkal több tóriummal, mint az urán, mint India és Kína, az a tény, hogy több tórium van, nem befolyásolja a jelenlegi üzemanyag-igényeket. A jövőben azonban a tórium ismert erőforrásai potenciális tartalékokká válhatnak, ha gazdaságosak.,
olvadt sóreaktorok
fő cikk
további előny az olvadt sóreaktorokban (MSR) való felhasználás, amely a hat generációs IV atomreaktorok egyike, azonban az MSR-k nem kizárólagosak a tóriumra, ahogyan sokan gondolják; uránt használhatnak üzemanyagként, az első MSR kutatóreaktor pedig oldott urán-235 tetrafluoriddal (UF4) működik. A tóriumüzemű olvadt sóreaktorokat gyakran folyékony fluorid Tóriumreaktoroknak (LFTR) nevezik.
a Tóriumnak azonban előnyei vannak az MSR-ben., Az MSR-k a szilárd tüzelőanyagok helyett folyadékok használata miatt feldolgozhatják a bomlástermékeket. Ez azért hasznos, mert amikor a tórium-232 elnyel egy neutronot, a béta a Proaktínium-233-ra bomlik, amelynek felezési ideje 27 nap, és elnyelheti a neutronokat a reaktorban, ami nem kívánatos. Ezért a Proaktínium-233 eltávolítható, lehetővé téve az urán-233 (a kívánt hasadóanyag) bomlását, majd később újra bevezethető a reaktorba.,
sok az optimizmus a tórium iránt, különösen az MSR-ken belül, és a kutatás-fejlesztést a világ számos országa folytatja, köztük Japán, Oroszország, Kína, India, Franciaország stb.
videó
az alábbi videó a Nottinghami Egyetem időszakos videóprojektjéből származik. Ők hoztak létre egy teljes csomag Rövid videók minden eleme a periódusos elemek. Az Energiainformációs csapat nem ért egyet a videóban szereplő kijelentéssel, miszerint viszonylag kevés urán van a világon., A videóban az is kérdéses, hogy a háborús felhasználás miatt uránt és plutóniumot használtak-e az atomerőművekben.
