Figura 1. Toriu, număr atomic 90 și greutate atomică 232.0381. toriul este cel de-al 90-lea element din tabelul periodic, al doilea element cel mai greu de pe Pământ. Thorium este cunoscut pentru potențialul său de a furniza energie nucleară în reactoarele nucleare, la fel ca uraniul, care este combustibilul nuclear dominant actual. A fost descoperit în 1828 de chimistul suedez Jons Jakob Berzelius, care la numit după Thor, zeul Norvegian al tunetului., Doar un izotop de toriu se găsește în natură, adică toriu-232.toriul este un element „fertil”, ceea ce înseamnă că atunci când absoarbe un neutron va suferi o serie de reacții nucleare până când va deveni un izotop” fisionabil”, în acest caz devine uraniu-233. Acest uraniu-233 poate fi apoi utilizat ca combustibil nuclear, deoarece se descompune furnizând energie care ar putea fi utilizată într-un reactor. toriul este de aproximativ 3 ori mai abundent decât uraniul în scoarța terestră, cu o concentrație de 9, 6 părți la Milion., În țări precum India și China, cantitatea de resurse de toriu este mult mai mare decât cantitatea de uraniu pe care o au, astfel încât dezvoltarea toriului ca parte a combustibilului nuclear este o zonă de mare interes.
Toriu ca un combustibil
Figura 2. Thorium este conținut și produs din monazit, un mineral natural. pentru a fi folosit ca combustibil pentru a genera electricitate, toriul trebuie să treacă prin transmutare prin absorbția unui neutron., Uraniul-233 este produsul secundar util al acestui lucru, deoarece este fisionabil și poate susține o reacție în lanț nucleară. Odată ce Uraniul-233 este produs, acesta poate fi separat chimic pentru a fi transformat într-un combustibil nou sau utilizat direct în aceeași formă, cum ar fi în reactoarele de sare topită. Reactoarele CANDU pot arde în prezent toriu ca combustibil, dacă sunt amestecate cu uraniu, cu toate acestea CNSC nu a autorizat încă acest lucru. Există atât de mult uraniu Disponibil în Canada, nu există nici un motiv să deranjez. în mod similar cu Uraniul-238, este necesar un neutron pentru ca toriul să inițieze transformarea acestuia într-un combustibil fisionabil., Pentru aceasta trebuie utilizat un „conducător auto” pentru a furniza acești neutroni, care pot fi uraniu-233 sau 235, sau plutoniu-239, care sunt greu de furnizat. Reactoarele care operează cu toriu folosesc uraniul ca motor, deci se știe că funcționează pe ciclul de combustibil toriu-uraniu (TH-U).
beneficii
ciclul combustibilului Th-U are unele beneficii interesante în comparație cu cele mai comune reactoare care utilizează ciclul uraniu-plutoniu. În primul rând, acesta poate fi utilizat în reactoare ameliorator termic, întrucât uraniu nu poate., Aceasta înseamnă că, dacă combustibilul uzat este reprocesat, nu va mai fi nevoie de un șofer de uraniu-235, deoarece reproducerea produce mai mult combustibil fisionabil decât a fost utilizat inițial (vizitați pagina reactorului crescător pentru mai multe detalii). Uraniu-238 pot fi crescute, de asemenea, cu toate acestea, este nevoie de un reactor crescător rapid, care a crescut complicații. În al doilea rând, combustibilul Th-U nu produce elemente transuranice, deoarece nu există uraniu-238 iradiat la elemente dăunătoare precum plutoniu, americiu, cadmiu etc. Acest lucru face ca deșeurile de toriu să fie mult mai puțin dăunătoare pe intervale de timp mai mari.,
dezavantaje
utilizarea toriului ca combustibil are și unele dezavantaje. Experiența vastă cu toriu în industria nucleară este foarte rară, în principal datorită utilizării constante a uraniului ca combustibil, dar și datorită faptului că proiectele experimentale nu sunt la fel de ușor finanțate ca cele deja dovedite. Thorium este, de asemenea, un pic mai greu de pregătit, deoarece sunt necesare temperaturi ridicate pentru a produce combustibil solid. Combustibil lichid, așa cum este utilizat într-un reactor de sare topită cu toate acestea nu rula în această problemă., Un alt dezavantaj este dezintegrarea gamma implicată în ciclul TH-U, deoarece unele nuclee fiice au asociat descompuneri gamma care sunt greu de protejat și, prin urmare, costă mai mulți bani pentru a face acest lucru.
toriu pentru viitorul nuclear
toriu are o mulțime de potențial pentru viitorul energiei nucleare, cu toate acestea, există multe concepții greșite despre cât de mult potențial are.
un beneficiu principal al toriului este că există o mulțime de ea; așa cum sa menționat mai înainte, există în jur de 3 ori mai mult toriu decât uraniu în scoarța terestră., Cu toate acestea, în prezent, cantitatea de toriu care este economică de Extras este aproximativ aceeași cu uraniul (a se vedea reserve vs resource). Deci, dacă o țară nu are mult mai mult toriu decât uraniu ca India și China, faptul că există mai mult toriu nu influențează nevoile actuale de combustibil. Cu toate acestea, în viitor, resursele cunoscute de toriu pot deveni rezerve potențiale dacă sunt economice de urmărit., un alt beneficiu este utilizarea sa în reactoarele cu sare topită (MSR), unul dintre reactoarele nucleare de șase generații IV, cu toate acestea, MSR-urile nu sunt exclusive pentru toriu, așa cum cred mulți oameni; ei pot și au folosit uraniul drept combustibil, primul reactor de cercetare MSR funcționând cu tetrafluorură de uraniu dizolvat-235 (UF4). Reactoarele de sare topită alimentate cu toriu sunt adesea denumite Reactoare de toriu cu fluor lichid (LFTR).
Thorium are avantajele sale într-un MSR, deși., MSR-urile pot procesa produsele de dezintegrare datorită utilizării lor de lichide, mai degrabă decât de combustibili solizi. Acest lucru este util deoarece atunci când Thorium-232 absoarbe un neutron, beta se descompune la Proactinium-233, care are un timp de înjumătățire de 27 de zile și ar putea absorbi neutronii din reactor, ceea ce este nedorit. Prin urmare, Proactinium-233 poate fi îndepărtat, lăsat să se descompună în uraniu-233 (combustibilul fisionabil dorit) și apoi reintrodus în reactor ulterior., există o mulțime de optimism pentru toriu, în special în cadrul MSRs, iar cercetarea și dezvoltarea sunt urmărite de multe țări din întreaga lume, inclusiv Japonia, Rusia, China, India, Franța și multe altele.
Video
videoclipul de mai jos este de la Universitatea din Nottingham periodice video proiect. Ei au creat o suită completă de videoclipuri scurte pe fiecare element din tabelul periodic al elementelor. Echipa de educație energetică nu este de acord cu afirmația din videoclip că există o cantitate relativ redusă uraniu în lume., De asemenea, implicarea în videoclip că uraniul și plutoniul au fost utilizate în centralele nucleare din cauza utilizării în timpul războiului este discutabilă.
