Торий: Забытое топливо ядерной энергетики
Изначально я хотел написать статью «Плоская Земля или круглая», но подумал, что кому будет интересно узнать, почему только по расчетам солнца можно откинуть все предположения о плоской Земле.
Но если кому-то будет интересно, пишите в комментариях, я опубликую её.
А пока, я подготовил статью на другую, не менее интересную тему.
Ну для начала немного истории
Теоретическая основа использования тория как ядерного топлива была разработана в середине XX века, а практическое подтверждение этой теории было получено в ходе экспериментов.
Основная заслуга в развитии ториевого топливного цикла принадлежит американскому физику Юджину Вигнеру.
В 1940-х годах он выдвинул идею использования тория в качестве «плодородного» материала, из которого можно получать ядерное топливо — уран-233.
Эта теория была подтверждена в ходе экспериментов в Окриджской национальной лаборатории в США.
Особенно важную роль сыграл эксперимент с реактором на расплавах солей (MSRE), который успешно работал с 1965 по 1969 год.
В ходе этого эксперимента было доказано, что торий-232 может быть эффективно превращён в делящийся уран-233, что подтвердило практическую жизнеспособность ториевого цикла.
Как работает ториевый топливный цикл
Торий-232, самый распространённый природный изотоп, не является делящимся материалом, но он плодородный, то есть это своего рода «сырьё», из которого можно получить ядерное топливо.
Это означает, что он может быть превращён в делящийся материал.
Поэтому под воздействием нейтронов в ядерном реакторе торий-232 поглощает один нейтрон, превращаясь в торий-233, который затем распадается, образуя уран-233 (233U) — мощное ядерное топливо.
Этот цикл имеет несколько значительных преимуществ перед традиционным урановым:
Изобилие.
Снижение ядерных отходов.
Устойчивость к распространению ядерного оружия.
Например:
Торий-232 — плодородный материал, который при захвате нейтрона превращается в делящийся уран-233.
Уран-238 — плодородный материал, который при захвате нейтрона превращается в делящийся плутоний-239.
Это ключевое отличие от делящихся материалов, таких как уран-235 или плутоний-239, которые уже готовы к делению и могут поддерживать цепную реакцию.
Почему торий был забыт
Несмотря на все преимущества, торий не получил широкого распространения в ядерной энергетике по нескольким причинам:
На заре ядерной эры основной целью было создание не только энергии, но и ядерного оружия.
Уран-238 идеально подходил для получения плутония, в то время как ториевый цикл не давал такого продукта.
Проектирование и эксплуатация ториевых реакторов сложнее и требуют иных технологий, чем реакторы на уране.
Сегодня, когда мир ищет более безопасные и устойчивые источники энергии, интерес к торию возрождается, и исследователи работают над созданием новых типов реакторов, которые смогут использовать весь потенциал этого удивительного элемента.
Возрождение ториевых реакторов
На данный момент, мировым лидером в разработке и практическом применении ториевых реакторов является Китай.
После десятилетий исследований, в июне 2023 года Китай успешно запустил экспериментальный ториевый реактор на расплавленных солях в пустыне Гоби, а в 2025 году он вышел на проектную мощность.
Этот реактор, мощностью 2 МВт, стал первым в мире работающим реактором такого типа. Китай планирует построить более крупный коммерческий реактор мощностью 100 МВт к 2030 году.
Торий, этот скромный элемент, названный в честь могучего бога грома, сегодня снова в центре внимания.
Он несёт в себе обещание не просто новой энергии, но и новой эры — эры, где наши энергетические потребности будут удовлетворяться с меньшим вредом для планеты, с меньшим количеством долгоживущих отходов и с большей безопасностью для всего человечества.