Figur 1. Thorium, atomnummer 90 og atomvekt 232.0381.
Thorium er den 90. element på den periodiske tabell, den nest tyngste element på Jorden. Thorium er kjent for dens potensial for å gi kjernekraft i kjernefysiske reaktorer, mye som uran som er gjeldende dominerende kjernefysisk brensel. Det ble oppdaget i 1828 av den svenske kjemikeren Jons Jakob Berzelius, som er oppkalt etter Thor, den Norrøne tordenguden., Bare en isotop av thorium er funnet i naturen, at det å være Thorium-232.
Thorium er en «fruktbar» element, noe som betyr at når det absorberer et nøytron det vil gjennomgå en serie av kjernefysiske reaksjoner til det blir en «spaltbart» isotope, i dette tilfellet det blir Uran-233. Dette Uran-233 kan deretter bli brukt som en kjernefysisk brensel, som den forfaller gir energi som kan brukes i en reaktor.
Thorium er rundt 3 ganger mer rikelig enn uran i jordskorpen, med en konsentrasjon av 9.6 deler per million., I land som India og Kina, er mengden av thorium ressurser er mye større enn mengden av uran de har, så utvikling av thorium som en del av kjernefysisk brensel er et område av stor interesse.
Thorium som brennstoff
Figur 2. Thorium er inneholdt i og produsert fra monazite, et naturlig forekommende mineral.
for å kunne brukes som drivstoff til å generere elektrisitet, thorium må gå gjennom transmutation ved absorpsjon av et nøytron., Uran-233 er nyttig biprodukt av dette, som det er spaltbart, og kan opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. Når Uran-233 er produsert det kan enten være kjemisk skilt for å bli gjort til et nytt drivstoff eller brukes direkte i samme form, slik som i smeltet salt reaktorer. CANDU reaktorer kan for øyeblikket brenne thorium som brensel, hvis blandet med uran, men CNSC har ennå ikke lisensiert dette. Det er så mye uran tilgjengelig i Canada er det ingen grunn til å bry seg.
på samme måte som Uran-238, et nøytron er nødvendig for thorium til å starte omleggingen av den til en spaltbart drivstoff., En «sjåfør» må brukes til dette, for å gi disse nøytroner, som kan være Uran-233 eller 235 eller Plutonium-239, alle som er vanskelig å levere. Reaktorer som opererer ved hjelp av thorium bruker uran som denne driveren, så de er kjent for å kjøre på Thorium-Uran (Th-U) brenselssyklusen.
Fordeler
The Th-U brenselssyklusen har noen spennende fordeler til det i forhold til de mest vanlige reaktorer som bruker Uran-Plutonium syklus. First off, det kan brukes i termisk breeder reactors, mens Uran ikke., Dette betyr at hvis brukt brensel er nytt, vil det ikke kreve en Uran-235-driveren igjen, siden avl produserer mer spaltbart drivstoff enn den som opprinnelig ble brukt (Besøk oppdretteren reaktoren side for mer detaljer). Uran-238 kan være oppdrettet i tillegg, men det krever en fast breeder reactor, som har økt komplikasjoner. For det andre, Th-U drivstoff ikke produserer noen transuranic elementer siden det er ingen Uran-238 blir bestrålt til skadelige elementer som for eksempel Plutonium, Americium, Kadmium, etc. Dette gjør thorium kaste bort mye mindre skadelig på større tidsrammer.,
Ulemper
bruk av thorium som brennstoff har noen ulemper også. Omfattende erfaring med thorium i kjernekraftverk industrien er svært sjeldne, hovedsakelig på grunn av den stadige bruken av uran som drivstoff, men også fordi eksperimentelle prosjekter er ikke så lett finansiert som allerede vist seg. Thorium er også litt vanskeligere å forberede seg, så høye temperaturer er nødvendig for å produsere fast brensel. Flytende drivstoff, som brukes i en molten salt reactor imidlertid ikke kjøre inn i dette problemet., En annen ulempe er gamma forfall involvert i Th-U-syklus, som noen datter kjerner har forbundet gamma henfaller som er vanskelig å skjerme og derfor koste mer penger til å gjøre det.
Thorium for fremtiden i kjernefysiske
Thorium har mye potensial for fremtiden av kjernekraft, men det er mange misforståelser om hvor mye potensiale det har.
En av de største fordelen til thorium er at det er mye av det, som nevnt før er det rundt 3 ganger mer thorium enn uran i jordskorpen., Men foreløpig mengden av thorium som er økonomisk å trekke ut er omtrent det samme som uran (se forbeholder oss vs ressurs). Så med mindre et land som har mye mer thorium enn uran som India og Kina, er det faktum at det er mer thorium ikke påvirke den aktuelle behov for drivstoff. I fremtiden derimot, kjente ressurser av thorium kan bli potensielle forbeholder seg retten hvis de er økonomisk å forfølge.,
Smeltet salt reaktorer
hovedartikkelen
en Annen fordel er dens bruk i smeltet salt reaktorer (MSR), en av de seks Generasjon IV atomreaktorer, men MSRs er ikke eksklusivt til thorium som mange tror; de kan og har brukt uran som sine drivstoff, med den første MSR research reactor opererer med oppløst Uran-235 tetrafluoride (UF4). Thorium-drevet smeltet salt reaktorer er ofte referert til som Flytende Fluor Thorium Reaktorer (LFTR).
Thorium har sine fordeler i en MSR om., MSRs kan behandle forfall produkter på grunn av deres bruk av væsker stedet for fast brensel. Dette er nyttig fordi når Thorium-232 absorberer et nøytron det beta-henfall Proactinium-233, som har en halveringstid på 27 dager, og kan absorbere nøytroner i reaktoren som er uønsket. Derfor Proactinium-233 kan fjernes, lov til å forfall til Uran-233 (ønsket spaltbart drivstoff) og deretter gjeninnført til reaktoren på et senere tidspunkt.,
Det er mye optimisme for thorium, spesielt innen MSRs, og forskning og utvikling blir forfulgt av mange land over hele verden, inkludert Japan, Russland, Kina, India, Frankrike, og mer.
Video
videoen under er fra University of Nottingham er periodisk videoer prosjektet. De har laget en komplett suite av korte videoer på hvert element på den periodiske tabell over elementene. Energien utdanning team kom med uttalelsen i videoen at det er en relativt knappe mengden uran i verden., Også hovedpoenget i videoen som uran og plutonium ble brukt i kjernekraftverk på grunn av krigs-bruk er tvilsom.
