Торій - це 90-й елемент. У природі один ізотоп, Th-232, має період напіввиведення 14 мільярдів років.

зрозуміло

Він стає Th-233 шляхом захоплення нейтронів, а потім Pa-233 за допомогою бета-випромінювання і U-233 від нього. Уран-233 - чудовий матеріал, що ділиться. Атомна бомба менш хороша, ніж уран-235, оскільки вона має сильніше гамма-випромінювання, і це ускладнює обробку військових.

Уран-233 має більший поперечний переріз на ділення, ніж уран-235, у всьому спектрі нейтронів (тепловий, резонансний і швидкий) і меншу схильність до захоплення нейтронів. Хоча і мінімальний, в середньому генерується більше нейтронів. Його величезна перевага полягає в тому, що він не виробляє трансуранів (нептуній, плутоній, америцій, курій), які головним чином відповідають за радіотоксичність відпрацьованих паливних стрижнів і які виробляють більшу частину тепла у відпрацьованих стрижнях. За підрахунками, важководний торієвий реактор може виробляти більше ділиться матеріалу, ніж він споживає. Тільки торій-232 не розщеплюється, тому для запуску системи необхідний уран-235, і перетворення Th-233 в U-233 відбувається набагато повільніше, ніж з U-239 в Pu-239. Pu-239 також кращий для солдатів, оскільки з нього можна виготовляти меншу ядерну зброю.

Але для багатьох все ще незрозуміло, чому його не використовують у мирних цілях. В основному для цього є фізична та економічна причина реактора. Внаслідок економічних, військових досліджень розроблена технологія уранових електростанцій, і уран потрібно лише збагачувати, немає необхідності встановлювати культиваційний етап перед використанням.

Інша причина - фізична природа реактора. Якщо торій знаходиться в зоні поділу, з Th232 (n, 2n) Th231 відбувається побічна реакція з швидкими нейтронами, тобто він втрачає нейтрон при збудженні нейтрона. Це перетворюється на Pa-231, а потім стає U-232 шляхом захоплення нейтронів.

Подібне трапляється з Pa-233 Pa233 (n, 2n) Pa232, який швидко дає U-232.

А уран-232 - дуже неприємна речовина. Період його напіввиведення становить лише 69 років. Всі продукти його розпаду продовжують швидко розкладатися, і в лінії є також ізотопи, такі як вісмут-212 та талій-208, які є дуже сильними випромінювачами гамми і швидко розкладаються. Тобто мінімальний вироблений уран-232 також випромінює більше випромінювання і генерує більше тепла, ніж вихідний матеріал на основі урану.

Виникає наступний швидкий розпад, який через короткий період напіввиведення випромінює дуже високий рівень радіоактивного випромінювання.

енергія напіврозпаду ізотопу енергія розкладання

U232 68,9 років альфа 5414 МеВ

Th228 1.9116 років альфа 5520 МеВ

Ra224 3,6 дня альфа 5,7 МеВ

Rn220 55 секунд альфа 6,4 МеВ

Po216 0,14 секунди альфа 6,9 МеВ

Pb212 10 годин бета 0,56 МеВ

Bi212 1 година альфа 6 МеВ

Tl208 3 хв бета-версії 5 МеВ

Для наочності, поблизу відпрацьованого паливного стержня на основі відпрацьованого урану ми отримуємо летальну дозу за години, те саме - на основі торію всього за кілька хвилин. У випадку аварії на Чорнобильській АЕС радіоактивне забруднення було б набагато серйознішим. Ті, хто вимкнув реактор з гелікоптера в Чорнобилі, не повернулися б до аеропорту живими. Слід додати, що не варто будувати чорнобильський реактор типу з торієм, тому аварія такого масштабу неможлива. Але у випадку розпаду Фукусіми, але навіть якщо припустити несправність Пакса, було б набагато складніше обробляти паливні штоки. Це практично можливо лише за допомогою маніпуляторів, що дуже ускладнює як обробку, так і обробку. Торій має майбутнє, але лише тоді, коли уран сильно виснажується.

Німці побудували торієвий реактор, але потім його закрили з міркувань безпеки.

Індія проводить дослідження торієвих реакторів, частково тому, що в ньому є величезні торієві заводи.

Карло Руббія опублікував концепцію електростанції на основі торію.

Сенс у тому, щоб бомбардувати деякі великі ядра - свинець, уран - високоенергетичними протонами (

1 ГеВ) і отримані таким чином нейтрони (30-40 за зіткнення) забезпечують роботу некритичного реактора.

Тобто такий реактор не може працювати. Але це не допомагає торію важко обробляти, не допомагає розморожуванню через можливу відсутність охолодження. З іншого боку, ефективність термодинамічно низька, оскільки прискорювач вимагає великої кількості струму, який, у свою чергу, повинен вироблятися паровими машинами, що рухаються атомною електростанцією, зі значними втратами. Енергетичний баланс реактора настільки поганий, а прискорювач настільки дорогий, що він ніколи не використовувався в комерційних цілях.

Критику професора Золтана Сатмарі щодо рішення можна прочитати тут.

Отже, на мою думку, хоча дослідження торієвих електростанцій є інтенсивними, промислове застосування все ще перебуває на десятки років попереду.