Ториевая ядерная программа (Mkjnyfgx x;yjugx hjkijgbbg)
.jpg)
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
[править | править код]Уран-233 получают путём облучения нейтронами тория-232. Превращение происходит по следующей цепочке:
![{\displaystyle \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} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a3107dd84ca255df552d3fa49a7610fb9062fe0a)
Исторический контекст
[править | править код]Ядерное оружие
[править | править код]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
[править | править код]В 1960-х в США был построен ториевый реактор LFTR Molten-Salt Reactor Experiment[англ.] (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 богатых[уточнить] месторождений, технология его извлечения из руд сложнее. Кроме того, наряду с ураном-233, образуется уран-232, который, распадаясь, даёт гамма-активные ядра изотопов висмут-212 и таллий-208, усложняющие производство ТВЭЛов[3][4].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Kang and Von Hippel. U-232 and the Proliferation-Resistance of U-233 in Spent Fuel. 0892-9882/01. Science & Global Security, Volume 9 pp 1-32 (2001). Дата обращения: 18 декабря 2012. Архивировано из оригинала 30 марта 2015 года.
- ↑ MOLTEN-SALT REACTORS—HISTORY, STATUS, AND POTENTIAL Архивная копия от 2 декабря 2013 на Wayback Machine // M.W. ROSENTHAL, P.R. KASTEN, and R.B. BRIGGS, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, August 4, 1969
- ↑ 1 2 МАГАТЭ выпустило документ по торию Архивная копия от 15 октября 2013 на Wayback Machine // ATOMINFO.RU, 18.06.2012
- ↑ 1 2 Role of Thorium to Supplement Fuel Cycles of Future Nuclear Energy Systems Архивная копия от 12 ноября 2013 на Wayback Machine // IAEA Nuclear Energy Series No. NF-T-2.4, 2012, ISBN 978-92-0-125910-3
Литература
[править | править код]- 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
[править | править код]- 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