יסודות תוריום כדלק גרעיני

תכונות טבעיות ונכסים איפואמפיים

תוריום הוא מרכיב רדיואקטיבי טבעי המתרחש עם המספר האטומי 90.איזוטופ הנפוץ ביותר שלו, thorium-232, יש מחצית חיים של כ 14.05 מיליארד שנים, מה שהופך אותו למעשה בלתי נדלה על פני אזורי זמן אנושיים. תוריום הוא בערך שלוש עד ארבע פעמים בשפע בתחום ניהול האורניום כדור הארץ מאשר אורניום, עם פיקדונות משמעותיים שנמצאו בהודו, אוסטרליה, ארה"ב, טורקיה, ו-235 זה דורש שפע של אנרגיה לטווח ארוך.

מחזור הדלק של תוריום: מ-Th-232 עד U-233

מחזור הדלק של thorium מתחיל כאשר thorium-232 סופג נויטרונים כדי להפוך thorium-233, אשר לאחר מכן עובר בטא דעיכה כדי protactinium-233 עם מחצית חיים של כ-27 ימים. Protactinium-233 לאחר מכן מחלב על מנת להשיג אנרגיה גרעינית אופיינית, כמו גם phosol-Ricial הוא מסוגל לקיים תגובה שרשרת גרעינית.

הבדלים מרכזיים מהמחזור האורניום-פלוטוניום

PWRs יעיל לפעול על מחזור דלק אורניום-פלוטוניום, שבו אורניום-235 עובר משקעים ואת אורניום-238 מאושר מומר לתוך פלוטוניום 239, אשר גם תורם התגובה שרשרת 2235 הוא אופטימיזציה נרחב על פני עשרות שנים של פעילות גופנית גבוהה יותר.

למה תוריום ב-PWR Reactors?

PWR Reactor Design and Operation

תגובת מים מבוזרת הם הטכנולוגיה הדומיננטית של כור ברחבי העולם, עם יותר מ -300 יחידות במבצע מסחרי על פני יותר מ -30 מדינות.ב- PWR, הליבה של הכור מכילה אסיפות דלק המכילות מקלות של אורניום דו-חמצני בסגסוגת Zirconium.המים הקריר העיקרים מבוססים על לחץ גבוה, בדרך כלל סביב 155 בר, כדי למנוע טמפרטורות הפעלה נורמליות מועבר דרך אדים כדי להפעיל טורבינות יעילה כדי להפעיל לחץ אווירי חשמל.

אתגרים ושילוב

התאמת עיצובים קיימים PWR כדי להתאים דלקים מבוססי thorium אינו תחליף טיפה פשוט.הנכסים התרמית והמכניים של דו תחמוצת שתן שונים מאלה של אורניום דו חמצני, המשפיעים על התנהגות של דלק, מוליכות תרמית, ושחרור גזיעת דורשות בקרת דלק קפדנית, אך יש נקודת היתוך גבוהה יותר של כ 3350 מעלות צלזיוס בהשוואה ל-2800 מעלות צלזיוס עבור אורניום, יחד עם שינוי תצורה יעילה יותר של עמידות לטמפרטורה נמוכה יותר של לחץ כימי.

המונחים: morn Spectrum Considerations

ספקטרום הערפילי התרמית של PWRs מתאים היטב למעגל הדלק של thorium במספר כבוד.הנוטריון התרמית גבוה ללכוד את החלקה של thorium-232 מאפשר המרה יעילה אורניום-233, ואת יחס לכידת נמוך ללכידת של אורניום-233 בספקטרום תרמי לתרום בסופו של דבר לכלכלת נויטרונים חיובית.

היתרונות של דלק מבוסס תוריום ב PWRs

אחריות ואנרגיה

הזמינות בשפע של משאבי thorium מציעה מסלול אסטרטגי לביטחון אנרגיה לטווח ארוך עבור מדינות רבות.בניגוד אורניום, אשר מרוכז גיאוגרפית קומץ מדינות וכפוף תנודתיות מחירים ולחץ גיאופוליטי, פיקדונות ימיים מחולקים באופן נרחב על פני כדור הארץ, בעיקר לא צפוי של אנרגיה גבוהה יותר, עבור מדינות כמו הודו, אשר יש אחד של עתודות אלומיניום גדול יותר, אך משאבים מוגבלים, פיתוח של מחזורי אנרגיה גבוהה יותר, לעומת גודל גדול יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה, כמו גם כן, כמו גם כן, הוא מסוגלות גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו הודו, יש יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר של אנרגיה.

צמצם את הבזבוז הארוך וההתנגדות להפצת חיים

אחד הטיעונים המשכנעים ביותר לדלק מבוסס על תאוריום הוא האופי של הפסולת שהוא מייצר.דלק Spent thorium מכיל כמויות נמוכות יותר של פלוטוניום ואלמנטים טרנסאורניים אחרים, האחראים לרוב של קרינת רדיו ארוכת טווח בפסולת גרעינית קונבנציונלית.המחצית מהדלקים המיוחדים של מוצרי פסולת מחזור הדם הם בדרך כלל קצרים יותר, תוך צמצום תקופת הבידוד הנדרשת עבור גאולוגיה ממאות שנים של מחסור בחומרי דם קשה.

תכונות בטיחות משופרות

תחמוצת ת'ורויום מציגה יציבות כימית גבוהה יותר בהשוואה לפח אורניום, עם התנגדות גבוהה יותר לחמצן ולקורוסיון.זה חשוב במיוחד בתנאי תאונה שבהם ניתן לספוג דלק, והדלק מגיע במגע עם מים או קיטור בטמפרטורות גבוהות.הנקודה ההיתוך הגבוה יותר של תחמוצת דלק יעילה יותר מאשר שיפורי דלק מוגברים בטמפרטורות קבועות יותר מאשר ירידה בלחץ נמוך יותר של לחץ דם נמוך יותר.

פוטנציאל גבוה יותר של Burn-Up

דלק מבוסס תוריום יכול להשיג רמות גבוהות יותר של שריפת שומן מאשר דלק אורניום קונבנציונלי, כלומר שבר גדול יותר של אטומי מתכת כבד לעבור סדקים לפני שהדלק הוסר מהכור. שרוף גבוה יותר מתורגם ישירות לתוך צריכת דלק מופחתת, פחות נביחות דלק מושקעים כדי להשיג חומרים גאומטריה מתקדמת כדי להשיג את החומרי דלק גבוהים יותר, אך ירידה של צריכת אורניום מוגברת של 233 לתרום באופן משמעותי לאפקט זה, כמו זה, כמו זה, כמו גם יותר סדקים של סימטריים יותר מאשר שיפור סגסוגת גבוהה יותר, או סגסוגת גבוהה יותר, 000.

אתגרים טכניים וכלכליים

זיקוק דלק ושיקום

ייצור של דלק מבוסס thorium מציג אתגרים טכניים משמעותיים כי יש לטפל פריסה מסחרית. . Thorium דו חמצני הוא refractory וקשה לעבד באמצעות טכניקות דלק קונבנציונליות מתכתלורגיות.נקודת התכה גבוהה וחוסר נטיות כימיות של thorium דו חמצני דורשות תנאים חמורים של דלק הידרומטרה, אך השימוש של סיועי דלקתי חיטוי באופן טבעי יהיה להשיג את הצפיפות הנדרשת ומיקרו-מבנה.

דרישות שינוי

המרת PWR קיים לפעול על ידי דלק מבוסס thorium דורש ניתוח הנדסי זהיר ושינויים משמעותיים הליבה של הכור, מערכות בקרה, ומכשירים.ההבדלים בהתפלגות מוטציות נויטרונים, אפקטיביות תגובתיות, דרישות שליטה אינם שולי זמן רב, חייב להיות מאופיין ביסודיות על ידי בקרת דלק, אשר הם קריטיים עבור יציבות ובטיחות, הם עבור שונים עבור דלקת מפרקים בתנאי צריכת דלק יעיל לחלוטין.

סליחות ו-Licensing Hurdles

תעשיית הגרעין היא בין המגזרים התעשייתיים המבוקרים ביותר, וכל שינוי בהרכב דלק או פעולת כור דורש ניתוח בטיחות קפדני ואישור רישוי מגופים רגולטוריים לאומיים.מסגרות רגולטוריות נוכחיות בנויות סביב מחזור דלק אורניום מתואם, עם סטנדרטים מבוססים, הנחיות וקריטריונים קבלה קיימים לביצועי דלק, שולי בטיחות, וניתוח תאונות.

עלויות היציבות וההשקעות

המקרה הכלכלי של דלק מבוסס טריטוריה ב PWRs נותר לא ברור והוא נושא ניתוח מתמשך.העלות של ciron אוe עצמו הוא נמוך יחסית, אבל העלות הכוללת של מחזור הדלק, כולל ייצור, עיבוד, וניהול פסולת, כיום גבוה יותר מאשר של דלק קונבנציונלי, עלויות ההון הקשורות לפיתוח מתקני ייצור חדשים, שינוי כורים קיימים, בנייה מחדש, ותהליכי פסולת גבוהה יותר לטווח ארוך, עד שצריכה להיות נמוכה יותר של מחסור משמעותי של צריכת דלק.

מחקר ופיתוח ברחבי העולם

תוכנית התגובה למים הכבדה של הודו

הודו מספקת בחזית מחקר דלק thorium במשך עשרות שנים, מונע על ידי משאבי thorium בשפע ו עתודות אורניום מוגבל.תוכנית הגרעין ההודית נגזרת תוכנית תלת-שלבית מוגדרת היטב שמתחילה עם כור אורניום טבעי, התקדמות למגדל אורניום מבוסס פלוטוניום, קמרן, ובסופו של דבר שואפת לפרוס את קצבי הדלק הגבוהים ביותר (AWR).

פרויקט תוריום מולטן מלח

סין השיקה תוכנית שאפתנית ומוקרן היטב לפיתוח כורים מלחים מלוטנים (MSRs) שיכולים לפעול ביעילות על מחזור דלק thorium.עיצוב דלק נוזלי של MSRs מציע כמה יתרונות מהותיים לשימוש ב- thorium עשור, כולל היכולת לעבד את הדלק ולהסיר את העלות היעילה של דלקת הלחמית-233 לפני שהיא מתפוררת או לוכדת נויטרונים, ובכך לשפר את ה-Nutronicol-Automtrol, אם כיעדכנת פיתוח יעיל יותר, אם כי הוא עשוי להיות יעיל יותר מאשר פיתוח יעיל יותר, אם הוא צפוי פיתוח יעיל יותר, בתנאי שהרכב יעיל של זמן יעיל יותר, אם הוא צפוי להיות יעיל יותר, אם הוא צפוי פיתוח יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000 יעיל, 000 יעיל, אם כי הוא צפוי, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000, 000 יעיל יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר מאשר פיתוח יעיל יותר,

הצלחות בינלאומיות

כמה יוזמות בינלאומיות מתקדמות באופן פעיל מחקר דלק של thorium ופיתוח.סוכנות האנרגיה הבינלאומית לאנרגיה אטומית (IAEA) תואמים פרויקטים רבים מתואמת מחקר על מחזורי דלק של thorium, פרסום דוחות טכניים מקיף וקידום חילופי מידע בין המדינות החברות.הפורום הבינלאומי של הדור הרביעי כולל טכנולוגיית מלח מלוטש, אם כי אחד ממושגים של ייצור דלק הדור הבא, עם דלק בינוני משחק תפקיד משמעותי במספר עיצובים המוצעים, בין המדינות, ובין קנדה, ובין אם כיפות, ובין המדינות החברות, הן דורשות לאומיות, הן דורשות, הן שיטות פעולה, הן שיטות פעולה, כולל חברות פיתוח, כולל חברות תעופה בינלאומיות, מרכזי ייצור, כולל חברות תעופה, כולל מרכזי מימון, כולל מרכזי מימון, כולל חברות תעופה, כולל חברות תעופה, מרכזי ייצור אנרגיה, כולל פיתוח, כולל חברות תעופה, מרכזי ייצור אנרגיה, כולל חברות תעופה בינלאומיות, מרכזי ייצור אנרגיה, מרכזי ייצור אנרגיה, כולל חברות תעופה מסחריות, מרכזי ייצור, כולל חברות תעופה מסחריות, כולל חברות תעופה, כולל פיתוח, כולל פיתוח, כולל מרכזי ייצור, כולל חברות תעופה, מרכזי ייצור אנרגיה, מרכזי ייצור, כולל פיתוח, כולל פיתוח, כולל חברות תעופה, כולל מרכזי ייצור אנרגיה, כולל פיתוח, מרכזי ייצור אנרגיה, כולל חברות תעופה בינלאומיות, כולל פיתוח, כולל פיתוח, כולל פיתוח, כולל

תפקיד תוריום בעתיד אנרגיה בר קיימא

בעוד העולם עובר לעבר פליטות אפס נטו, כל מקור אנרגיה נמוך פחמן חייב להיות מוערך על התרומה הפוטנציאלית שלה למערכת אנרגיה בת קיימא. כוח גרעיני, למרות אתגרים הקשורים בעלות, פסולת, ותפיסת הציבור, מציע ייצור חשמל בסיס אמין עם טביעת רגל קטנה וגורמים קיבולת גבוהה יותר כדי להתגבר על מכשולים מבוססי דלק גרעיני, אם כי הם מופעלים על ידי PWRs או עיצובים מתקדמים, יכול לטפל כמה חששות ארוכי טווח הקשורים כוח גרעיני, במיוחד, כגון פריסה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 כוח, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 כוח, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 כוח, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000

מסקנה

דלק מבוסס תוריום מציע מערך משכנע של יתרונות עבור כורים PWR, כולל שפע טבעי גדול יותר, מופחת פסולת ארוכה מועד, תכונות בטיחות משופרות, והתנגדות להפצת השקעות טמונים טכנית של שילוב של תאוריום לתוך עיצובים קיימים PWR הוכח ברמת המחקר, ותוכניות פיתוח מתמשך בהודו, סין, ובמקומות אחרים לקדם את הטכנולוגיה לקראת פריסה מעשית, במיוחד בגלימות דלק, בתנאי ניתוח יעיל יותר, אך ורק על ידי אבטחה גלובלית, הן מבטיחות אבטחה גבוהה יותר, הן מבטיחות אבטחה, אך פעילויות מחקר ופיתוח תחרותית אבטחה, אך הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך תחרותיות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך תחרותיות, אך הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך תחרותיות, הן מבטיחות, אך תחרותיות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך הן מבטיחות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך תחרותיות, אך תחרותיות, אך תחרותיות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, הן מבטיחות, אך הן מבטיחות, אך פעילויות מחקר תחרותיות, הן מבטיחות, אך פעילות גופנית, הן מבטיחות, הן מבטיחות, כי הן מבטיח