.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
Уран-233 получают путём облучения нейтронами тория-232. Превращение происходит по следующей цепочке:
![{\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
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 лишен 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 Molten-Salt Reactor Experiment (Оук-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, oбразуется уран-232, который, распадаясь, даёт гамма-активные ядра изотопов висмут-212 и таллий-208, усложняющие производство ТВЭЛов.[3][4]
См. также
Примечания
- ↑ 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). Проверено 18 декабря 2012. Архивировано 22 апреля 2013 года.
- ↑ MOLTEN-SALT REACTORS—HISTORY, STATUS, AND POTENTIAL // 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 // ATOMINFO.RU, 18.06.2012
- 1 2 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
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
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .