آیا می توانیم در آینده از توریم در راکتور های هسته ای استفاده کنیم؟

آیا می توانیم در آینده از توریم در راکتور های هسته ای استفاده کنیم؟

از آنجایی که زمین به دلیل تغییرات آب و هوایی برای زندگی کمتر مناسب می شود، مردم بیشتری در مورد انرژی هسته ای صحبت می کنند. در حالی که انرژی خورشیدی و بادی می تواند به کاهش گازهای مضر کمک کند، اگر راه حل خوبی پیدا کنیم، انرژی هسته ای نیز ممکن است به کنترل تغییرات آب و هوایی کمک کند. اگرچه انرژی هسته ای هوا را کثیف نمی کند، اما مشکلات خاص خود را دارد. خلاص شدن از شر زباله های نیروگاه های هسته ای سخت است و خطر یک حادثه بزرگ مانند آنچه در چرنوبیل در سال ۱۹۸۶ رخ داد وجود دارد. 

توریم در راکتور هسته ای
راکتور هسته‌ای آزمایشی اولیه مبتنی بر توریم

نکات کلیدی در مورد توریوم:

  • چین اولین رآکتور هسته ای آزمایشی مبتنی بر توریم خود را در اوت ۲۰۲۱ تکمیل کرد.
  • توریم یک فلز نقره ای رنگ و کمی رادیواکتیو است که در سنگ های آذرین و ماسه های معدنی سنگین یافت می شود.
  • توریم در طبیعت سه تا چهار برابر بیشتر از اورانیوم است.
  • توریم-۲۳۲، تنها ایزوتوپ طبیعی توریم، تحت واکنش های هسته ای قرار می گیرد و اورانیوم-۲۳۳، یک ماده شکافت پذیر را تشکیل می دهد.
  • توریم می تواند مواد شکافت پذیر بیشتری (اورانیوم-۲۳۳) نسبت به مصرف آن در راکتورهای آب خنک یا نمک مذاب تولید کند.

راکتورهای هسته‌ای با تقسیم اتم‌ها برای تولید انرژی یا در مورد بمب‌ها، یک انفجار بزرگ کار می‌کنند. پروفسوری از دانشگاه واندربیلت می گوید حدود ۴۵۰ رآکتور هسته ای در سرتاسر جهان وجود دارد که به سوخت بیشتر اورانیوم ۲۳۵ نیاز دارند. برخی از کشورها، مانند فرانسه و روسیه، از سوخت مخلوط با پلوتونیوم-۲۳۹ بازیافت شده استفاده مجدد می‌کنند.

پلوتونیوم زمانی ساخته می شود که ما از سوخت هسته ای استفاده می کنیم و خطرناک است و اغلب در ساخت سلاح های هسته ای استفاده می شود. دانشمندان به دنبال گزینه های دیگری هستند و یکی از احتمالات توریم است.

توریم چیست؟

توریم نوعی فلز است که در کشور هایی مانند هند، ترکیه، برزیل، ایالات متحده و مصر یافت می شود. مانند اورانیوم نیست، اما اگر به روش خاصی با آن رفتار کنیم، می تواند به اورانیوم ۲۳۳ تبدیل شود که می تواند انرژی مورد نیاز ایجاد کند.

اطلاعات اولیه:

  • نماد: Th
  • عدد اتمی: ۹۰
  • جرم اتمی: ۲۳۲.۰۳۷۷ u
  • نقطه ذوب: ۱۷۵۰ درجه سانتیگراد (۳۱۸۲ درجه فارنهایت)
  • نقطه جوش: ۴۷۹۰ درجه سانتیگراد (۸۶۵۴ درجه فارنهایت)
  • خواص:
    • توریم فلزی نقره ای، اغلب سیاه، متراکم و انعطاف پذیر است.
    • رادیواکتیو است و نیمه عمر طولانی دارد.
    • از نظر شیمیایی، عضوی از سری اکتینیدها است.
  • منابع طبیعی:
    • توریم به طور طبیعی به مقدار کم در خاک، سنگ ها و مواد معدنی یافت می شود.
    • مواد معدنی رایج حاوی توریم عبارتند از مونازیت و توریت.
  • کاربرد ها:
    • توریم در انواع خاصی از راکتورهای هسته ای به عنوان سوخت استفاده شده است.
    • به دلیل توانایی آن در شکافت هسته ای، کاربردهای بالقوه ای در تولید انرژی هسته ای دارد.
    • ترکیبات توریم در برخی از وسایل الکترونیکی استفاده شده است.
  • راکتورهای هسته ای:
    • توریم می تواند به عنوان سوخت هسته ای در طرح های مختلف راکتور مانند راکتور نمک مذاب توریم (TMSR) استفاده شود.
    • برخی از طرفداران استدلال می کنند که راکتورهای هسته ای مبتنی بر توریم نسبت به راکتورهای اورانیوم سنتی می توانند ایمن تر باشند و ضایعات هسته ای کمتری تولید کنند.
  • تجزیه رادیواکتیو: توریم تحت واپاشی رادیواکتیو قرار می گیرد و به ایزوتوپ های مختلف تبدیل می شود تا زمانی که به ایزوتوپ پایدار، معمولا سرب-۲۰۸ برسد.
  • ملاحظات بهداشتی: توریم و محصولات آن به دلیل قرار گرفتن در معرض تشعشعات می توانند خطراتی برای سلامتی ایجاد کنند. اقدامات ایمنی مناسب هنگام استفاده از توریم و ترکیبات آن بسیار مهم است.
  • تحقیق و توسعه: تحقیقات در حال انجام توریم را به عنوان یک جایگزین بالقوه برای سوخت های هسته ای متعارف بررسی می کند.

توریم چه مزایا و معایبی دارد؟

استفاده از توریوم برای تامین انرژی جنبه های خوبی دارد. اورانیوم ۲۳۳ ساخته شده از توریم سوخت بهتری نسبت به اورانیوم ۲۳۵ یا پلوتونیوم است. رآکتورهای توریم ممکن است کمتر دچار حادثه شوند و می توانند به خلاص شدن از شر بسیاری از خطرات پلوتونیوم کمک کنند. با این حال، توریم و اورانیوم ۲۳۳ خطرناک تر هستند، زیرا بسیار رادیواکتیو هستند. ساخت میله های سوخت از اورانیوم ۲۳۳ نیز سخت تر است. اگر بخواهیم از توریم و اورانیوم ۲۳۳ برای تولید انرژی استفاده کنیم، ابتدا باید اورانیوم ۲۳۳ به اندازه کافی در راکتورهای دیگر بسازیم و باید امکانات ویژه ای برای آن بسازیم.

استفاده از انرژی توریم

مردم به دنبال راه های مختلفی برای استفاده از توریوم برای قدرت هستند. یک ایده این است که از سوخت جامد توریم/اورانیوم-۲۳۲ در راکتورهای معمولی خنک‌شده با آب استفاده کنیم، مشابه آنهایی که برای اورانیوم استفاده می‌کنیم. بیش از ۲۰ راکتور در جهان با سوخت توریم و اورانیوم ۲۳۳ کار می کنند. ایده جالب دیگر راکتور نمک مذاب است که در آن سوخت در نمک مایع حل می شود که راکتور را خنک می کند.

کشورهای علاقه مند به انرژی هسته ای مبتنی بر توریم:

  • چین
  • هندوستان
  • ژاپن
  • انگلیس
  • آمریکا

این نوع راکتور می‌تواند کارآمدتر و ایمن‌تر باشد، و این فقط در حد یک ایده نیست. یک رآکتور مشابه در دهه ۱۹۶۰ در آمریکا استفاده شد و اکنون  یک راکتور در صحرای گوبی در چین در حال توسعه است

منابع

howstuffworks

iaea

۵ ۱ رای
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
www.novin.com
مقالات پیشنهادی سایوتک
Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Post Type Selectors

آیا می توانیم در آینده از توریم در راکتور های هسته ای استفاده کنیم؟

فهرست