Il torio come combustibile nucleare

Il torio è un elemento fondamentale della natura, come il ferro e l’uranio. Come l’uranio, le sue proprietà lo consentonoessere usato per alimentare una reazione a catena nucleare che può far funzionare una centrale elettrica e produrre elettricità (tra le altre cose). Il torio stesso non si dividerà e rilascerà energia., Piuttosto, quando è esposto toneutrons, subirà una serie di reazioni nucleari fino a quando alla fine emerge come un isotopo ofuranium chiamato U-233, che sarà prontamente dividere e rilasciare energia prossima volta che assorbe un neutrone.Il torio è quindi chiamato fertile, mentre l’U-233 è chiamato fissile.

I reattori che utilizzano il torio operano su quello che viene chiamato il ciclo di combustibile Torio-Uranio (Th-U)., La stragrande maggioranza dei reattori nucleari esistenti o proposti, tuttavia, utilizza uranio arricchito (U-235) o plutonio ritrattato (Pu-239) come combustibile (nel ciclo Uranio-plutonio), e solo ahandful ha usato torio. I disegni attuali ed esotici possono teoricamente ospitare il torio.

Il ciclo del carburante Th-U ha alcune capacità intriganti rispetto al tradizionale ciclo U-Pu. Naturalmente, ithas svantaggi pure. In questa pagina imparerai alcuni dettagli su questi e lascerai la possibilità di discutere e discutere in modo produttivo il torio con la conoscenza delle basi.,

Le centrali nucleari emergenti Cina e India hanno entrambe riserve sostanziali di minerali contenenti Uranio e non altrettanto uranio. Quindi, aspettatevi che questa fonte di energia diventi un grosso problema in un futuro non troppo lontano alert

Hype alert Se qualcuno su Internet ti ha detto qualcosa di incredibile sul Torio, potresti voler controllare la nostra pagina dei miti del torio solo per ricontrollarlo.

In questa pagina

• Quali sono i vantaggi dell’uso del torio?
• Quali sono gli aspetti negativi del torio?
• Che dire di fare bombe?,
• Reattori al torio al fluoruro liquido
• Vedi anche

Quali sono i principali vantaggi del torio?

• I cicli di torio consentono esclusivamente reattori termogeneratori (in opposizione ai reattori veloci). Più neutroni vengono rilasciati per neutroassorbito nel combustibile in un reattore di tipo tradizionale (termico). Ciò significa che se il combustibile isreprocessed, i reattori potrebbero essere alimentati senza estrarre alcun additionalU-235 per aumentare la reattività, il che significa che le risorse di combustibile nucleare sulla Terra possono essere estese di 2orders di grandezza senza alcune delle complicazioni dei reattori veloci., L’allevamento termico è forse il più adatto per i reattori a sale fuso, che sono discussi sulla propria pagina e in sintesi di seguito.

• Il ciclo del combustibile Th-U non irradia l’Uranio-238 e quindi non produce atomi transuranici(più grandi dell’uranio) come Plutonio, Americio, Curio, ecc. Questi transuranici sono la principale preoccupazione per la salute delle scorie nucleari a lungo termine. Pertanto, i rifiuti Th-U saranno meno tossici sulla scala temporale di 10.000 anni.

Ci sono ulteriori benefici del torio?,

• Il torio è più abbondante nella crosta terrestre dell’uranio, ad una concentrazione dello 0,0006% contro lo 0,00018% per l’uranio (fattore di 3,3 x). Questo è spesso citato come un vantaggio chiave, ma se si lookat le riserve note di torio economicamente estraibile vs. Uranio , troverete thatthey sono entrambi quasi identici. Inoltre, l’uranio sostanziale è trovato disciolto in acqua di mare, whereasthere è 86.000 x meno torio in là., Se i cicli di combustibile chiusi orbreeding diventano mai mainstream, questo beneficio sarà irrilevante perché sia i cicli di combustibile Th-U che theU-Pu ci dureranno bene nelle decine di migliaia di anni, che è circa la storia asmodern lunga.

Quali sono gli aspetti negativi del torio?

• Non abbiamo tanta esperienza con Th. L’industria nucleare è piuttosto conservatrice,e il problema più grande con il torio è che ci manca esperienza operativa con esso.Quando il denaro è in gioco, è difficile convincere la gente a cambiare dalla norma.,

• Il carburante al torio è un po ‘ più difficile da preparare. Il biossido di torio si scioglie a temperature più alte di 550 gradi rispetto al biossido di uranio tradizionale, quindi sono necessarie temperature molto elevate per produrre combustibili solidi di alta qualità. Inoltre, Th è abbastanza inerte, il che rende difficile da elaborare chimicamente.Questo è irrilevante per i reattori alimentati a fluido discussi di seguito.

• Il torio irradiato è più pericolosamente radioattivo a breve termine. Il ciclo Th-U produce in modo variabile un U-232, che decade in Tl-208, che ha una modalità di decadimento dei raggi gamma 2,6 MeV.Bi-212 causa anche problemi., Questi raggi gamma sono molto difficili da schermare, richiedendo la manipolazione e/o il ritrattamento del combustibile più costosi.

• Il torio non funziona così come l’U-Pu in un reattore veloce. Mentre U-233 un combustibile eccellente inlo spettro termico, è tra U-235 e Pu-239 nello spettro veloce. Quindi per i reattori cherichiedono un’eccellente economia di neutroni (come i concetti di razza e bruciatura), il torio non è l’ideale.

Problemi di proliferazione

Il torio è generalmente accettato come resistente alla proliferazione rispetto ai cicli U-Pu., Il problema con il plutonio è che può essere separato chimicamente dai rifiuti e forse utilizzato nelle bombe. È noto pubblicamente che anche il plutonio di tipo reattore può essere trasformato in una bomba se fatto con attenzione. Byavoiding plutonio del tutto, cicli di torio sono superiori in questo senso.

Oltre ad evitare il plutonio, il torio ha un’ulteriore autoprotezione dai raggi gamma duri emessi a causa dell’U-232 come discusso sopra. Questo rende il furto di combustibili a base di torio più impegnativo., Inoltre, il calore di questi gammas rende difficile la fabbricazione di armi, in quanto è difficile mantenere la fossa delle armi frommelting a causa del proprio calore. Si noti, tuttavia, che i gamma provengono dalla catena di decadimento di U-232, notfrom U-232 stesso. Ciò significa che i contaminanti potrebbero essere chimicamente separati e il materialesarebbe molto più facile da lavorare. U-232 ha un’emivita di 70 anni in modo da richiede molto tempo affinchè thesegammas ritorni.,

un ipotetico proliferazione preoccupazione con il Torio come combustibile, però, è che il Protactinio può bechemically separati poco dopo viene prodotto e rimosso dal flusso di neutroni (il percorso toU-233 è Th-232 -> Th-233 -> Pa-233 -> U-233). Quindi, decadrà direttamente in puro U-233. Con questo percorso sfidante, si potrebbe ottenere materiale per le armi. Ma Pa-233 ha un’emivita di 27 giorni, quindi una volta che il rifiuto è sicuro per un paio di volte, le armi sono fuori questione., Quindi le preoccupazioni per le persone che curano il combustibile esaurito sono in gran parte ridotte di Th, ma la possibilità che il proprietario di un reattore Th-U ottenga materiale bomba non lo è.

Reattori a sale fuso

Aggiornamento: vedi la nostra pagina completa sui reattori a sale fuso per maggiori informazioni.

Una possibilità particolarmente interessante adatta alla capacità di allevamento termico del ciclo di combustibile Th-U è il reattore a sale fuso (MSR), o come un particolare MSR è comunemente noto su Internet, i reattori al fluoruro di torio liquido (LFTR). In questi, il carburante non viene gettato in pellet, ma è piuttostodisciolto in una vasca di sale liquido., La reazione a catena riscalda il sale, che naturalmente convetteattraverso uno scambiatore di calore per portare il calore a una turbina e produrre elettricità. L’elaborazione chimica online rimuove i veleni neutronici del prodotto di fissione e consente il rifornimento online (eliminando la necessità di spegnere per la gestione del carburante,ecc.). Nessuno di questi reattori funziona oggi, ma Oak Ridge aveva un reattore più avanzato di questo tipo negli anni ‘ 60 chiamato Molten Salt Reactor Experiment (MSRE). L’MSRE ha dimostrato con successo che il concetto ha un valore e può essere utilizzato per lunghi periodi di tempo., Ha gareggiato con i reattori veloci raffreddati a metallo liquido (LMFBRs)per i finanziamenti federali e ha perso. Alvin Weinberg discute la storia di questo progetto inmuch dettaglio nella sua autobiografia, Il primo NuclearEra , e non v’è più informazioni disponibili in tutto il internet. Questi reattori potrebbero essere estremamente sicuri, resistenti alla proliferazione, efficienti sotto il profilo delle risorse, ecologicamente superiori (alle armi nucleari tradizionali, come pure ai combustibili fossili ovviamente) e forse anche economici. Esotico, ma testato con successo. Chi ha intenzione di avviare l’avvio su questi?, (Sto scherzando, ci sono già come 4 startup che lavorano su di loro, e anche la Cina li sta sviluppando).

Vedi anche

• La nostra pagina dei miti del torio
• La nostra pagina di allevamento e riciclaggio
• La nostra pagina del reattore a sale fuso
• IAEA TECDOC-1450 Ciclo del combustibile al torio – potenziali benefici e sfide. 113 pagine di informazioni professionali.,
• Energia Da Torio – un sito dedicato potenzialmente eccellente usi di Torio in LFTRs
• Torio ciclo del combustibile
• Molten Salt Reactor Esperimento
• Il Primo Era Nucleare
• l’energia Nucleare è la nostra porta per un futuro prospero – Un Op-Ed di A. P. J. Abdul Kalam, un ex presidente dell’India
• Liquido Fluoruro di Reattore al Torio
• Speciale Maggio 2016 Edizione della Tecnologia Nucleare Torio