Good Mood

torium är det 90: e elementet på det periodiska bordet, det näst tyngsta elementet på jorden. Torium är känt för sin potential att tillhandahålla kärnenergi i kärnreaktorer, ungefär som uran som är det nuvarande dominerande kärnbränslet. Den upptäcktes 1828 av den svenska kemisten Jons Jakob Berzelius, som döpte den efter Thor, den norske åskguden., Endast en isotop av torium finns i naturen, det vill säga Torium-232.

torium är ett ”bördigt” element, vilket innebär att när det absorberar en neutron kommer det att genomgå en serie kärnreaktioner tills det blir en ”klyvbar” isotop, i det här fallet blir det uran-233. Detta uran-233 kan sedan användas som ett kärnbränsle, eftersom det sönderfaller som ger energi som kan användas inom en reaktor.

torium är omkring 3 gånger rikligare än uran i jordskorpan, med en koncentration av 9,6 delar per miljon., I länder som Indien och Kina är mängden toriumresurser mycket större än den mängd uran de har, så utvecklingen av torium som en del i kärnbränsle är ett område av stort intresse.

torium som bränsle

för att kunna användas som bränsle för att generera el, måste torium gå igenom transmutation genom absorption av en neutron., Uran-233 är den användbara biprodukten av detta, eftersom det är klyvbart och kan upprätthålla en kärnkedjereaktion. När uran-233 produceras kan det antingen vara kemiskt separerade för att göras till ett nytt bränsle eller användas direkt i samma form, såsom I smälta saltreaktorer. CANDU-reaktorer kan för närvarande bränna torium som bränsle, om det blandas med uran, men CNSC har ännu inte licensierat detta. Det finns så mycket uran tillgängligt i Kanada Det finns ingen anledning att bry sig.

På samma sätt som uran-238 behövs en neutron för torium för att initiera omvandlingen av den till ett klyvbart bränsle., En ”förare” måste användas för detta för att tillhandahålla dessa neutroner, som kan vara uran-233 eller 235, eller Plutonium-239, som alla är svåra att leverera. Reaktorer som arbetar med torium använder uran som denna förare, så de är kända för att köras på bränslecykeln Torium-uran (TH-U).

fördelar

TH-U-bränslecykeln har några spännande fördelar för den jämfört med de vanligaste reaktorerna som använder uran-Plutoniumcykeln. Först och främst kan den användas i termiska uppfödare reaktorer, medan uran inte kan., Det betyder att om det använda bränslet omarbetas, kommer det inte att kräva en uran-235-förare igen, eftersom avel producerar mer klyvbart bränsle än vad som ursprungligen användes (besök uppfödarens reaktorsida för mer detaljerat). Uran-238 kan också uppfödas, men det kräver en snabb uppfödare reaktor, som har ökat komplikationer. För det andra producerar TH-U-bränsle inte några transuraniska element eftersom det inte finns någon uran-238 som bestrålas till skadliga element som Plutonium, Americium, kadmium etc. Detta gör toriumavfall mycket mindre skadligt på större tidsplaner.,

nackdelar

användningen av torium som bränsle har också vissa nackdelar. Omfattande erfarenhet av torium i kärnkraftsindustrin är mycket sällsynt, främst på grund av stadig användning av uran som bränsle, men också för att experimentella projekt inte är lika lättfinansierade som redan beprövade. Torium är också lite svårare att förbereda, eftersom höga temperaturer behövs för att producera fast bränsle. Flytande bränsle, som används i en smält salt reaktor men inte stöter på detta problem., En annan nackdel är gammaförfallet som är involverat i th-U-cykeln, eftersom vissa dotterkärnor har associerade gamma-sönderfall som är svåra att skydda och därför kostar mer pengar att göra det.

Torium for the future of nuclear

Torium har stor potential för kärnkraftens framtid, men det finns många missuppfattningar om hur stor potential Den har.

en stor fördel med torium är att det finns mycket av det; som nämnts tidigare finns det cirka 3 gånger mer torium än uran i jordskorpan., Men för närvarande är mängden torium som är ekonomiskt att extrahera ungefär samma som uran (se reserv vs resurs). Så om ett land har mycket mer torium än uran som Indien och Kina, det faktum att det finns mer torium påverkar inte de nuvarande behoven av bränsle. I framtiden kan dock kända resurser av torium bli potentiella reserver om de är ekonomiska att fullfölja.,

Smältsaltreaktorer

Huvudartikel

en annan fördel är dess användning i smältsaltreaktorer (MSR), en av de sex Generation IV-kärnreaktorerna, men MSR är inte exklusiva för torium som många tror.de kan och har använt uran som bränsle, med den första MSR-forskningsreaktorn som arbetar med upplöst uran-235-tetrafluorid (UF4). Toriumdrivna smälta saltreaktorer kallas ofta flytande Fluor toriumreaktorer (LFTR).

Torium har sina fördelar i en MSR men., MSRs kan bearbeta sönderfallsprodukter på grund av deras användning av vätskor snarare än fasta bränslen. Detta är användbart eftersom när Torium-232 absorberar en neutron det beta sönderfaller till Proactinium-233, som har en halveringstid på 27 dagar, och kan absorbera neutroner i reaktorn som är oönskade. Därför kan Proaktinium-233 avlägsnas, tillåtas att förfalla till uran-233 (det önskade klyvbara bränslet) och sedan återinföras till reaktorn vid en senare tidpunkt.,

det finns mycket optimism för torium, särskilt inom MSRs, och forskning och utveckling bedrivs av många länder runt om i världen, inklusive Japan, Ryssland, Kina, Indien, Frankrike och mer.

Video

videon nedan är från University of Nottinghams periodiska videoprojekt. De har skapat en komplett svit med korta videor på varje element på det periodiska systemet med element. Energy education team håller inte med uttalandet i videon att det finns en relativt knapp mängd uran i världen., Även implikationen i videon att uran och plutonium användes i kärnkraftverk på grund av krigstid är tveksamt.