Русская Википедия:Ториевая ядерная программа
Ториевая ядерная программа — ядерная программа, использующая уран-233 в качестве материала изготовления ядерного оружия или топлива ядерных электростанций. Единственным способом получения урана-233 является топливный цикл с применением тория-232, откуда и происходит название программы. Ториевая ядерная программа не имела сколь-либо существенного исторического значения ни в одной из стран мира.
Технические особенности
Уран-233 получают путём облучения нейтронами тория-232. Превращение происходит по следующей цепочке:
- <math>\mathrm{^{1}_{0}n} + \mathrm{^{232}_{90}Th} \rightarrow \mathrm{^{233}_{90}Th} \xrightarrow[22,3\ min]{\beta^-\ 1,243\ MeV} \mathrm{^{233}_{91}Pa} \xrightarrow[26,967\ d]{\beta^-\ 0,5701\ MeV} \mathrm{^{233}_{92}U}.</math>
Исторический контекст
Ядерное оружие
Уран-233, подобно урану-235, имеет относительно низкий темп спонтанного распада, что позволяет использовать уран-233 в боезарядах, реализованных по пушечной схеме.
В середине 1940-х годов рассматривались 3 основных варианта создания ядерного оружия, различающихся основным делящимся компонентом, соответственно возможны 3 различные ядерные программы:
- урановая (уран-235)
- плутониевая (плутоний-239)
- ториевая (уран-233)
В США реализовывались одновременно урановая и плутониевая программы, в СССР — только плутониевая. Оба этих варианта имели существенные технические сложности. Урановая программа требовала задействовать значительные промышленные мощности по обогащению урана. В свою очередь плутоний, имеющий высокий темп спонтанного распада, не позволяет создавать ядерное оружие по пушечной схеме, что требовало применения сложной и потенциально ненадёжной имплозивной схемы. Уран-233 лишён этих недостатков. Он, подобно плутонию, может нарабатываться в ядерных реакторах, но, подобно урану-235, имеет низкий темп спонтанного распада. Это позволяет использовать уран-233 в боезарядах, реализованных по пушечной схеме.
К середине 1960-х годов ситуация начала постепенно меняться. Было построено достаточно много заводов по обогащению урана, также было создано и отлажено достаточно много боезарядов, использующих плутоний. С производством урана-233 связан также нежелательный побочный продукт — уран-232, заметно осложняющий производство оружия[1].
Позже были обнаружены богатые месторождения урана, и по совокупности факторов интерес к ториевым боезарядам начал постепенно угасать.
Энергетика
В 1960-х в США был построен ториевый реактор LFTR Шаблон:Нп3 (Ок-Риджская национальная лаборатория)[2]
Также, если в годы создания первых ядерных реакторов уран считался редким элементом, то за прошедшие с тех пор десятилетия были обнаружены его обширные месторождения. В связи с этим, если использовать реакторы-размножители, то запасы урана для нужд энергетики можно считать практически неисчерпаемыми.
В то же время запасы тория в несколько раз больше запасов урана, и изучаются перспективные возможности по применению тория как в открытых, так и закрытых ядерных циклах[3][4].
Широкому использованию тория в качестве ядерного сырья препятствует его большая, по сравнению с ураном, рассеянность — торий не образует богатыхШаблон:Уточнить месторождений, технология его извлечения из руд сложнее. Кроме того, наряду с ураном-233, oбразуется уран-232, который, распадаясь, даёт гамма-активные ядра изотопов висмут-212 и таллий-208, усложняющие производство ТВЭЛов[3][4].
См. также
Примечания
Литература
- Thorium fuel cycle — Potential benefits and challenges // IAEA, May 2005
- Role of Thorium to Supplement Fuel Cycles of Future Nuclear Energy Systems // IAEA Nuclear Energy Series No. NF-T-2.4, 2012, ISBN 978-92-0-125910-3
- Thorium fuel utilization: Options and trends // IAEA, 2002
- 4. УРАН-ТОРИЕВЫЙ ЯТЦ, Бекман.
- С. А. Субботин Ториевый цикл. Выбираем реактор, РНЦ КИ 2007
Ссылки
- Uranium Is So Last Century — Enter Thorium, the New Green Nuke Wired Magazine article, 2009
- Thorium Energy Alliance - advocacy and educational organisation dedicated to thorium energy
- International Thorium Energy Organisation
- Energy from Thorium - website about LFTR with a blog, ORNL molten salt reactor program reports, research papers repository and discussion forum
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ MOLTEN-SALT REACTORS—HISTORY, STATUS, AND POTENTIAL Шаблон:Wayback // M.W. ROSENTHAL, P.R. KASTEN, and R.B. BRIGGS, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, August 4, 1969
- ↑ 3,0 3,1 МАГАТЭ выпустило документ по торию Шаблон:Wayback // ATOMINFO.RU, 18.06.2012
- ↑ 4,0 4,1 Role of Thorium to Supplement Fuel Cycles of Future Nuclear Energy Systems Шаблон:Wayback // IAEA Nuclear Energy Series No. NF-T-2.4, 2012, ISBN 978-92-0-125910-3
.jpg){kind=link}