Ториевая энергетика в россии и будущее сверхтехнологии

Зачем нужен директор?

Я был генеральным директором на трех самых крупных предприятиях Средмаша. Я горжусь этим и знаю, как выстраивались отношения между мной, как директором предприятия, начальником главка и министром. Я принимал решения в тех рамках финансирования и компетенции, которые у меня были. И я за это отвечал. Мы принимали решения, мы проводили испытания. Обосновывали? Да. Но мы это делали. Потом уже на основе всего этого мы обосновывали и доказывали необходимость подобных решений. Нам надо это делать, нам надо это внедрять, это в логику развития отрасли, это нужно, и так далее. Сейчас все ждут, какая будет команда из Москвы, что нам делать?

Любая система взаимоотношений, любая система в отрасли, в народном хозяйстве и где угодно — это есть система доверия. Если ты поставил директора, то а) значит, ты ему доверяешь, б) если ты ему доверяешь, ты даешь ему определенные рамки свободного плавания. Но нельзя директору, командиру, который отвечает за производство, за людей, за технику безопасности, за выполнение плана, миллион всяких функций, постоянно звонить из Москвы и одергивать: «так не делай, сюда не смотри, туда не ходи». Если что-то случится на производстве, отвечать будет директор, а не тот, кто его из Москвы дергает. Сейчас же директор предприятия, извините меня, кусок мыла не может купить. Все идет через Москву, через тендеры. Но если это так, то зачем вам директор нужен? Уберите его и командуйте из Москвы, что надо сделать.

Индонезийское Национальное агентство по атомной энергии (BATAN) планирует строительство экспериментального реактора (RDE) для тестирования с использованием ториевого топлива (фото из открытых источников).

Литература

  • История отечественной электроники. В 2-х томах. Том 1. — М.:ЗАО «Издательский дом „Столичная энциклопедия“», 2012. — 760 стр.
  • Холдинг ОАО «Росэлектроника»: по пути модернизации и высоких технологий. Альманах +(DVD). — М.: Издательство НО «Ассоциация „Лига содействия оборонным предприятиям“», 2014. — с. 708
  • «Торий». Прошлое, настоящее, будущее… Фрагменты истории мощных сверхвысокочастотных приборов. Под ред. В. Н. Макарова, О. Ю. Масленникова — М.: Техносфера, 2009.-240 с.
  • История создания мощных СВЧ-приборов на ФГУП «НПП „Торий“». Г. В. Мельничук, А. В. Коннов, В. А. Смирнов, Л. А. Суходолец, Б. В. Прокофьев. История отечественной электроники. В 2-х томах. Том 1. — М.:ЗАО «Издательский дом „Столичная энциклопедия“», 2012. − 760 стр.

Торий как альтернатива урану

Основной минерал, содержащий торий, — это монацит, который содержит редкие земли. Поэтому, когда мы говорим о тории как о топливе для будущей энергетики, как о следующем этапе развития атомной энергетики, речь, естественно, пойдет о комплексной переработке монацитового сырья и разделении редких земель — это существенным образом делает применение тория коммерчески более экономичным и привлекательным. Здесь существует очень серьезный потенциал для развития и энергетики, и экономики, и горнодобывающей промышленности. Торий в России есть в виде монацитовых песков. Эта технология должна быть промышленно освоенной, опробованной и, самое главное, рентабельной. В лаборатории можно делать все.

Проблема поиска месторождений тория сходна с проблемой поиска месторождений редкоземельных металлов — его способность к концентрации слабая, и торий весьма неохотно собирается в сколь-либо значительные залежи, являясь очень рассеянным элементом земной коры. В небольших количествах торий присутствует в граните, грунтах и почве. Обычно отдельно торий не добывается, в качестве побочного продукта его извлекают при добыче редкоземельных элементов или урана. Во многих минералах, в том числе и в монаците, торий легко замещает атом редкоземельного элемента, что и объясняет сродство тория с редкими землями.

Торий (Thorium), Th — химический элемент III группы Периодической системы, первый член группы актиноидов. В 1828 году, анализируя редкий минерал, найденный в Швеции, Йёнс Якоб Берцелиус обнаружил в нем окись нового элемента. Этот элемент был назван торием в честь всемогущего скандинавского божества Тора (Тор — коллега Марса и Юпитера, бог войны, грома и молнии). Получить чистый металлический торий Берцелиусу не удалось. Чистый препарат тория был получен лишь в 1882 году другим шведским химиком, первооткрывателем скандия Ларсом Нильсоном. Радиоактивность тория была открыта в 1898-м независимо друг от друга одновременно Марией Склодовской-Кюри и Гербертом Шмидтом.

История разработок в области СВЧ-электроники

1961 г. Успешно сданы заказчику первые выпущенные предприятием приборы — магнетроны МИ-14.

1965 г. Завершена разработка цепочки сверхмощных волноводно-усилительных магнетронов «Суперстимул 1-2» для системы ПРО.

1965 г. Закончена разработка клистрона 4-сантиметрового диапазона с резонаторами второй гармоники с рекордным уровнем выходной непрерывной мощности 100 кВт. Прибор стал основой для ряда мощных клистронов различного назначения.

1966 г. Успешно сдана заказчику ЛБВ дециметрового диапазона длин волн «Весна» мощностью 100 кВт (в квазинепрерывном режиме) для РЛС системы ПРО. ЛБВ «Весна» продемонстрировала рекордную долговечность более 20 000 часов при эксплуатации в аппаратуре. Производится предприятием в 2015 году.

1966 г. Успешная разработан первый в СССР промышленный ускоритель электронов ЭЛУ-4 мощностью 5 кВт и энергией 5 МэВ.

1967 г. Для РЛС ПВО разработан компактный импульсный многолучевой клистрон с реверсной магнитной фокусировкой «Аншлаг» — новый тип многолучевых клистронов, единственным производителем которых в мире до 2015 года является «НПП «Торий».

1967 г. Разработка клистрона «Атом» для телевизионных передатчиков дециметрового диапазона «Ильмень» и «Ильмень-2» (применяется в более 100 телецентрах России и СНГ). Прибор выпускается и в 2015 году.

1983 г. Разработка первой в СССР двухрежимной мощной (5 кВт) ЛБВ на ЦСР «Чегет» и комплексированного источника на её основе для бортовых РЛС МиГ-29 и Су-31.

1984 г. Разработан первый в мире многоствольный многолучевой клистрон «Аргунь» с пространственно развитыми в поперечном сечении резонаторами, положивший начало серии разработок уникальных многоствольных многолучевых клистронов.

1985 г. Разработано и начато серийное производство многолучевых пролетных пентодов (титронов), уникальных безинерционных стабилизаторов тока, для высоковольтных источниках питания различных установок, электронно-лучевой сварки. Титроны выпускаются предприятием и в 2015 году.

1985 г. Разработан и сдан заказчику каскад многорезонаторных гироклистронов «Стремя-1» и «Стремя-2» 8-мм диапазона длин волн с выходной импульсной мощностью 500 кВт для РЛС ПРО.

1988 г. Разработана и сдана заказчику уникальная по параметрам цепочка сверхмощных приборов: с энергией в импульсе 1 Дж для корабельной РЛС (многолучевой клистрон «Айсберг», усилитель прямой волны М-типа «Скат», волноводно-усилительный магнетрон «Саламандра»).

1997 г. Разработан первый в мире многолучевой двухполосный клистрон «Атака», ставший основой нового направления в разработках многополосных клистронов, в частности клистрона «Агуйя» для корабельных РЛС.
В 2015 году серийно выпускается предприятием.

2010 г. Разработана базовая технология создания многолучевых клистронов миллиметрового диапазона длин волн «Форма».

2010 г. Разработана базовая технология создания двухрежимной ЛБВ «Мощность» 3-х сантиметрового диапазона длин волн для бортовых РЛС с импульсной выходной мощностью более 17 кВт (средняя мощность 4 кВт) при постоянном входном сигнале в полосе частот 900 МГц.

Реакторы

Ториевое топливо использовали несколько различных типов реакторов, включая легководные реакторы, тяжеловодные реакторы, высокотемпературные газовые реакторы, быстрые реакторы с натриевым теплоносителем и жидкосолевые реакторы.

Список ториевых реакторов

Источник информации: IAEA TECDOC-1450 «Thorium Fuel Cycle — Potential Benefits and Challenges», Table 1: Thorium utilization in different experimental and power reactors. В таблице не показан реактор Дрезден 1 (США), где использовались «уголковые стержни из оксида тория».

Название Страна Тип реактора Мощность Топливо Годы работы
AVR ФРГ HTGR, experimental (pebble bed reactor) 15 МВт (э) Th+U-235 Driver fuel, coated fuel particles, oxide & dicarbides 1967-1988
THTR-300 ФРГ HTGR, power (pebble type) 300 МВт (э) Th+U-235, Driver fuel, coated fuel particles, oxide & dicarbides 1985-1989
Lingen ФРГ BWR irradiation-testing 60 МВт (э) Test fuel (Th,Pu)O2 pellets 1968-1973
Dragon (OECD-Euratom) Великобритания, Швеция, Норвегия, Швейцария HTGR, Experimental (pin-in-block design) 20 МВт Th+U-235 Driver fuel, coated fuel particles, oxide & dicarbides 1966-1973
Peach Bottom США HTGR, Experimental (prismatic block) 40 МВт (э) Th+U-235 Driver fuel, coated fuel particles, oxide & dicarbides 1966-1972
Fort St Vrain США HTGR, Power (prismatic block) 330 МВт (э) Th+U-235 Driver fuel, coated fuel particles, Dicarbide 1976-1989
MSRE ORNL США MSR 7,5 МВт U-233 molten fluorides 1964-1969
BORAX-IV & Elk River Station США BWR (pin assemblies) 2,4 МВт (э) 24 МВт (э) Th+U-235 Driver fuel oxide pellets 1963-1968
Shippingport США LWBR, PWR, (pin assemblies) 100 МВт (э) Th+U-233 Driver fuel, oxide pellets 1977-1982
Indian Point 1 США LWBR, PWR, (pin assemblies) 285 МВт (э) Th+U-233 Driver fuel, oxide pellets 1962-1980
SUSPOP/KSTR KEMA Нидерланды Aqueous homogenous suspension (pin assemblies) 1 МВт Th+HEU, oxide pellets 1974-1977
NRX & NRU Канада MTR (pin assemblies) 20 МВт; 200 МВт Th+U-235, Test Fuel 1947 (NRX) + 1957 (NRU); Irradiation-testing of few fuel elements
CIRUS; DHRUVA; & KAMINI Индия MTR thermal 40 МВт; 100 МВт; 30 кВт (low power, research) Al+U-233 Driver fuel, ‘J’ rod of Th & ThO2, ‘J’ rod of ThO2 1960-2010 (CIRUS); others in operation
KAPS 1 &2; KGS 1 & 2; RAPS 2, 3 & 4 Индия PHWR, (pin assemblies) 220 МВт (э) ThO2 pellets (for neutron flux flattening of initial core after start-up) 1980 (RAPS 2) +; continuing in all new PHWRs
FBTR Индия LMFBR, (pin assemblies) 40 МВт (т) ThO2 blanket 1985; в строю

Физические свойства

Торий — серебристо-белый блестящий, мягкий, ковкий металл. Металл пирофорен, потому порошок тория рекомендуют хранить в керосине. На воздухе чистый металл медленно тускнеет и темнеет, при нагревании воспламеняется и горит ярко белым пламенем с образованием диоксида. Относительно медленно корродирует в холодной воде, в горячей воде скорость коррозии тория и сплавов на его основе очень высока.

До 1400°С торий имеет кубическую гранецентрированную решетку, выше этой температуры устойчива кубическая объемно-центрированная. При температуре 1,4°К торий проявляет сверхпроводящие свойства.

Температура плавления 1750°С; температура кипения 4788°С. Энтальпия плавления 19,2, испарения 513,7 кДж/моль. Работа выхода электронов 3,51 эВ. Энергии ионизации M → M+ , M+ → M2+, M2+ → M3+, M3+ → M4+ составляют 587, 1110, 1978 и 2780 кДж/моль соответственно.

Изотопы

Основная статья: Изотопы тория

На 2012 г. известны 30 изотопов тория и ещё 3 возбуждённых метастабильных состояния некоторых его нуклидов.

Только один из нуклидов тория (торий-232) обладает достаточно большим периодом полураспада по отношению к возрасту Земли, поэтому практически весь природный торий состоит только из этого нуклида. Некоторые из его изотопов могут определяться в природных образцах в следовых количествах, так как входят в радиоактивные ряды радия, актиния и тория и имеют исторические, ныне устаревшие названия:

  • радиоактиний 227Th
  • радиоторий 228Th
  • ионий 230Th
  • уран Y 231Th
  • уран X1 234Th

Наиболее стабильными изотопами являются 232Th (период полураспада составляет 14,05 миллиардов лет), 230Th (75 380 лет), 229Th (7340 лет), 228Th (1,9116 года). Остальные изотопы имеют периоды полураспада менее 30 дней (большинство из них имеют периоды полураспада менее 10 минут).

Три недостатка использования тория:

— Торий — рассеянный элемент, не образующий собственных руд и месторождений, добыча его дороже, чем урана.

— Вскрытие монацита (минерала, в котором содержится торий) — процесс намного более сложный, чем вскрытие большинства урановых руд.

— Нет налаженной технологии.

Парадоксальная вещь — сегодня специалистов по химическому машиностроению не готовит ни один вуз в России. А как вообще будут проектироваться аппараты, не имея специалистов? Старики уйдут. Привезите сейчас пробу во ВНИИХТ, ее некому разделать. Если я не прав, так и напишите, что Валерий Константинович заблуждается. Это будет корректно и правильно. Вот сообщаем, вот такой-то вуз готовит. Я буду только рад, что я ошибся, искренне рад. Я говорю это на основе личного опыта. Я был недавно на Урале и встречался с людьми, которые работают в этой отрасли, это их слова. Они мне сказали: «Через пять лет можете забыть, что такая отрасль, как химическое машиностроение, в России была». Это люди, которые имеют опыт проектирования и создания аппаратов для химического машиностроения: специальные сушилки, специальные печи, агрегаты для разложения, для химического разложения. Это специальная отрасль техники, которая подразумевает работу с кислотами, в термических условиях, на аппаратах под давлением.

Нахождение в природе

Торий почти всегда содержится в минералах редкоземельных элементов, которые служат одним из источников его получения. Содержание тория в земной коре — 8—13 г/т, в морской воде — 0,05 мкг/л. В магматических породах содержание тория уменьшается от кислых (18 г/т) к основным (3 г/т). Значительное количество тория накапливается в связи с пегматитовыми и постмагматическими процессами, при этом его содержание увеличивается с повышением количества калия в породах. Основная форма нахождения тория в породах в виде основной составной части уран-ториевых, либо изоморфной примеси в акцессорных минералах. В постмагматических процессах в определённых благоприятных условиях (обогащённость растворов галогенами, щелочами и углекислотой) торий способен мигрировать в гидротермальных растворах и фиксироваться в скарновых уран-ториевых и гранат-диопсидовых ортитсодержащих месторождениях. Здесь главными минералами тория являются монацитовый песок и ферриторит. Накапливается торий также в некоторых грейзеновых месторождениях, где он концентрируется в ферриторите либо образует минералы, содержащие титан, уран и др. Входит в состав, в виде примесей, наряду с ураном, в почти любые слюды, (флогопит, мусковит и др.) — породообразующих минералов гранита. Поэтому граниты некоторых месторождений (ввиду слабой, но при длительном воздействии на человека опасной радиации) запрещено использовать в качестве наполнителя для бетона при строительстве.

Месторождения

Торий содержится в основном в 12 минералах.

Месторождения этих минералов известны в Австралии, Индии, Норвегии, США, Канаде, Южной Африке, Бразилии, Пакистане, Малайзии, Шри-Ланке, Киргизии и других странах.

Добыча

При получении тория торийсодержащие монацитовые концентраты подвергают вскрытию при помощи кислот или щелочей. Редкоземельные элементы извлекают экстракцией с трибутилфосфатом и сорбцией. Далее торий из смеси соединений металлов выделяют в виде диоксида, тетрахлорида или тетрафторида.

Металлический торий затем выделяют из галогенидов или оксида методом металлотермии (кальций-, магний- или натрийтермии) при 900—1000 °С:

ThF4+2Ca⟶Th+2CaF2{\displaystyle {\mathsf {ThF_{4}+2Ca\longrightarrow Th+2CaF_{2}}}}

электролизом ThF4 или KThF5 в расплаве KF при 800 °С на графитовом аноде.

Цена тория уменьшилась до 73,37 $/кг (2009), по сравнению с 96,55 $/кг (2008).

Таблица изотопов тория

Символ нуклида Z(p) N(n) Масса изотопа (а. е. м.) Избыток массы (кэВ) Период  полураспада(T1/2) Спин и чётность ядра Распространённость  изотопа в природе (%)
Энергия возбуждения (кэВ)
208Th 90 118 1,7 мс
209Th 90 119 209,017720(110) 16 500(100) 7(5) мс 5/2−#
210Th 90 120 210,015075(27) 14 043(25) 17(11) мс 0+
211Th 90 121 211,014930(80) 13 910(70) 48(20) мс 5/2−#
212Th 90 122 212,012980(20) 12 091(18) 36(15) мс 0+
213Th 90 123 213,013010(80) 12 120(70) 140(25) мс 5/2−#
214Th 90 124 214,011500(18) 10 712(17) 100(25) мс 0+
215Th 90 125 215,011730(29) 10 927(27) 1,2(2) с (1/2−)
216Th 90 126 216,011062(14) 10 304(13) 26,8(3) мс 0+
216Thm 2 042(13) 12 346(16) 137(4) мкс (8+)
216Thn 2 637(20) 12 941(24) 615(55) нс (11−)
217Th 90 127 217,013114(22) 12 216(21) 240(5) мкс (9/2+)
218Th 90 128 218,013284(14) 12 374(13) 109(13) нс 0+
219Th 90 129 219,015540(50) 14 470(50) 1,05(3) мкс 9/2+#
220Th 90 130 220,015748(24) 14 669(22) 9,7(6) мкс 0+
221Th 90 131 221,018184(10) 16 938(9) 1,68(6) мс (7/2+)
222Th 90 132 222,018468(13) 17 203(12) 2,05(7) мс 0+
223Th 90 133 223,020811(10) 19 386(9) 600(20) мс (5/2)+
224Th 90 134 224,021467(12) 19 996(11) 1,05(2) с 0+
225Th 90 135 225,023951(5) 22 310(5) 8,72(4) мин (3/2)+
226Th 90 136 226,024903(5) 23 197(5) 30,57(10) мин 0+
227Th 90 137 227,0277041(27) 25 806,2(25) 18,68(9) сут 1/2+
228Th 90 138 228,0287411(24) 26 772,2(22) 1,9116(16) года 0+
229Th 90 139 229,031762(3) 29 586,5(28) 7,34(16)⋅103 лет 5/2+
229Thm 0,0076(5) 29 586,5(28) 2(1) мин 3/2+
230Th 90 140 230,0331338(19) 30 864,0(18) 7,538(30)⋅104 лет 0+
231Th 90 141 231,0363043(19) 33 817,3(18) 25,52(1) ч 5/2+
232Th 90 142 232,0380553(21) 35 448,3(20) 1,405(6)⋅1010 лет 0+ 100
233Th 90 143 233,0415818(21) 38 733,2(20) 22,3(1) мин 1/2+
234Th 90 144 234,043601(4) 40 614(3) 24,10(3) сут 0+
235Th 90 145 235,047510(50) 44 260(50) 7,2(1) мин 1/2+#
236Th 90 146 236,049870(210)# 46 450(200)# 37,5(2) мин 0+
237Th 90 147 237,053890(390)# 50 200(360)# 4,8(5) мин 5/2+#
238Th 90 148 238,056500(300)# 52 630(280)# 9,4(20) мин 0+
239Th 90 149

Пояснения к таблице

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами ‘m’, ‘n’, ‘p’ (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Биологическая роль

Торий постоянно присутствует в тканях растений и животных. Коэффициент накопления тория (то есть отношение его концентрации в организме к концентрации в окружающей среде) в морском планктоне — 1250, в донных водорослях — 10, в мягких тканях беспозвоночных — 50—300, рыб — 100. В пресноводных моллюсках его концентрация колеблется от 3·10−7 до 1·10−5 %, в морских животных от 3·10−7 до 3·10−6 %. Торий поглощается главным образом печенью и селезёнкой, а также костным мозгом, лимфатическими узлами и надпочечниками; плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта. У человека среднесуточное поступление тория с продуктами питания и водой составляет 3 мкг; выводится из организма с мочой и калом (0,1 и 2,9 мкг соответственно). Торий малотоксичен, однако как природный радиоактивный элемент вносит свой вклад в естественный фон облучения организмов.

Примечания

  1. Ralph Moir. . American Physical Society Forum on Physics & Society (январь 2011). Дата обращения 31 мая 2012.
  2.  (недоступная ссылка). Дата обращения 2 марта 2015.
  3. (5 декабря 2012).
  4. Ganesan Venkataraman. Bhabha and his magnificent obsessions, page 157 (англ.). — Universities Press, 1994.
  5. . International Atomic Energy Agency (2002). Дата обращения 24 марта 2009.
  6. Miller, Daniel . ABC News (март 2011). Дата обращения 25 марта 2012.
  7. Dean, Tim  (недоступная ссылка). Cosmos (апрель 2006). Дата обращения 19 июня 2010.
  8. . Flibe Energy. Дата обращения 12 июня 2012.
  9. Le Brun, C. (PDF). Technical Meeting on Fissile Material Management Strategies for Sustainable Nuclear Energy, Vienna 2005. Дата обращения 20 июня 2010.
  10. Brissot R., Heuer D., Huffer E., Le Brun, C., Loiseaux, J-M, Nifenecker H., Nuttin A.  (недоступная ссылка). Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) (июль 2001). — «according to computer simulations done at ISN, this Protactinium dominates the residual toxicity of losses at 10 000 years».
  11. ↑ (PDF). International Atomic Energy Agency (май 2005). Дата обращения 23 марта 2009.
  12. . Brookhaven National Laboratory. Дата обращения 2 марта 2015. Thermal neutron cross sections in barns (isotope, capture: fission, f/f+c, f/c) 233U 45.26:531.3 92,15 % 11.74; 235U 98.69:585.0 85,57 % 5.928; 239Pu 270.7:747.9 73,42 % 2.763; 241Pu 363.0:1012 73,60 % 2.788.
  13. (PDF). American Nuclear Society (ноябрь 2006). Дата обращения 24 марта 2009.
  14. . Nuclear Weapon Archive (15 октября 1997). Дата обращения 9 декабря 2008.
  15. . International Atomic Energy Agency (ноябрь 2002). Дата обращения 24 марта 2009.

  16. They were manufactured by General Electric (assembly code XDR07G) and later sent to the Savannah River Site for reprocessing.

Образование и распад

Торий-228 непосредственно образуется в результате следующих процессов:

β−-распада нуклида 228Ac (период полураспада составляет 6,15(2) часа, доступная энергия бета-распада 2127 кэВ):

89228Ac→90228Th+e−+ν¯e;{\displaystyle \mathrm {{}_{89}^{228}Ac} \rightarrow \mathrm {{}_{90}^{228}Th} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}

электронный захват и (происходящий с меньшей вероятностью) позитронный распад нуклида протактиния 228Pa (период полураспада 22 часа, доступная энергия электронного захвата 2148 кэВ):

91228Pa+e−→90228Th+νe,{\displaystyle \mathrm {^{228}_{91}Pa} +e^{-}\rightarrow \mathrm {^{228}_{90}Th} +{\nu }_{e},}
91228Pa→90228Th+e++νe;{\displaystyle \mathrm {^{228}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm {^{228}_{90}Th} +e^{+}+{\nu }_{e};}

α-распад нуклида урана 232U (период полураспада 68,9 года, энергия распада 5413,55 кэВ):

92232U→90228Th+24He.{\displaystyle \mathrm {^{232}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{228}_{90}Th} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}

Торий-228 может образовываться также в результате многих ядерных реакций, например при захвате нейтрона торием-227, в (α, 2n)-реакции на радии-226, в (p, t)-реакции и (α, α’2n)-реакции на тории-230 и т. д.

Сам торий-228 α-радиоактивен с периодом полураспада 1,9131 года. В результате альфа-распада образуется нуклид 224Ra (полная выделяемая энергия при распаде составляет 5520,08(22) кэВ):

90228Th→88224Ra+24He;{\displaystyle \mathrm {^{228}_{90}Th} \rightarrow \mathrm {^{224}_{88}Ra} +\mathrm {^{4}_{2}He} ;}

энергия испускаемых α-частиц 5423,15 кэВ (в 72,2 % случаев, при распаде на основной уровень) и 5340,36 кэВ (в 27,2 % случаев, при распаде на возбуждённый уровень 84,373 кэВ радия-224); существуют также распады на более высокие уровни радия-224 с вероятностью в доли процента.

Для тория-228 существует также чрезвычайно низкая вероятность кластерного распада (с испусканием ядра <sup>20</sup>O и образованием дважды магического ядра свинца-208; вероятность события 1,13(22)⋅10−11 %):

90228Th→82208Pb+820O.{\displaystyle \mathrm {^{228}_{90}Th} \rightarrow \mathrm {^{208}_{82}Pb} +\mathrm {^{20}_{8}O} .}

Примечания

  1. ↑ Данные приведены по
  2. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег ; для сносок не указан текст
  3. Ошибка в сносках?: Неверный тег ; для сносок не указан текст

Изотопы актинияПериодическая таблица по изотопам элементовИзотопы протактиния

1H 2He
3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne
11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar
19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr
37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe
55Cs 56Ba * 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn
87Fr 88Ra ** 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv 117Ts 118Og
* 57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu
** 89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr

Применение тория в быту

Как уже говорилось, любые исследования и научные открытия делаются для блага человечества. Для использования их в бытовой и социальной сферах. Изначально торий начали использовать еще в 19 веке для освещения.

Для того что бы освещение было ровнее и ярче на газовые рожки надевались колпачки в составе которых, присутствовали оксиды тория и церия.

В дальнейшем при развитии электроники, торий стали использовать в электронных лампах и магнетронах. Так же ториевая добавка к вольфраму помогает стабилизировать структуру нити лампы накаливания.

Ториевая энергетика

В современном научном и техническом мире торий используется в разных областях, где он играет часто незаменимую роль. В металлургии, торий с успехом, используется, в качестве метала для повышения жаропрочности и сопротивления разрыву, также он используется в авиационной промышленности как упрочнитель, в оптической промышленности торий используют как добавку к стеклу, что позволяет увеличить показатель преломления.

Но самая перспективна ветвь развития использования тория это все, же атомная энергетика. Хотя сейчас. После Чернобыля и Фукусимы, ядерная гонка потеряла свою актуальность, все же имеет смысл развивать и исследовать ториевую энергетику в ракурсе атомных электростанций.

Поскольку при сравнении нынешних АЭС и атомных электростанций, работающих на ториевых генераторах, ториевые АЭС сразу же выгодно выделяются по нескольким параметрам.

  • Запасы тория в земной коре в несколько раз превышают запасы урана и обнаруживаются в большинстве горных пород, а также и присутствие тория обнаруживается и в морской воде.
  • Следующим преимуществом есть то, что торий можно загружать сразу в реактор непосредственно после его добычи не обогащая, что снижает утечку материала и значительно увеличивается уровень безопасности;
  • Сравнение количества получаемой энергии, тоже не в пользу урана. При прохождении цикла из одной тоны тория получают в двести раз больше энергии, чем из такого же количества урана;
  • Так же бесспорным преимуществом ториевого реактора является то, что его создание возможно в различных масштабах, то есть на лицо возможность и соответственно выгода создания малых атомных электростанций;
  • Ну и главным, преимуществом ториевого реактора является его безопасность. Он может работать как при нормальном, так и при пониженном давлении. Если вдруг возникает ситуация, которая ведет к повышению давления, происходит увеличение объема ториевой смеси, что вызывает уменьшение плотности  и замедление ядерной реакции, а соответственно и остановку роста давления. Из чего видно, что взрыв такого реактора исключается по всем физическим законам.

Торий или уран

И кроме всего прочего, если говорить о переходе на ториевую энергетику, это не есть таким фантастическим и затратным мероприятием. Ведь даже при модернизации реакторов нынешних существующих атомных электростанций и переводе их на ториевое топливо необходимо будет затратить 100 миллионов долларов, то при этом мощность такой модернизированной атомной ториевой электростанции возрастет как минимум в два раза. Если же строить АЭС на ториевом реакторе с нуля – новую, то на ее возведение необходимо будет выделить около 2-3 миллиардов долларов.

Концентрация тория на Луне

История предприятия

Советское время

Фасад главного корпуса предприятия в 1961 г.

Научно-производственное предприятие «Торий» отсчитывает свою историю с 16 июня 1959 г., когда Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР на юго-западе Москвы было создано новое предприятие электронной промышленности. Перед этим предприятием была поставлена важнейшая задача в кратчайшие сроки разработать и освоить в производстве уникальные по своим параметрам мощные и сверхмощные СВЧ-приборы для обеспечения системы противоракетной обороны Москвы.

Предприятие было спроектировано и построено в кратчайшие сроки. Уже в декабре 1961 г. была осуществлена сдача в эксплуатацию первой очереди инженерных и производственных площадей предприятия, оснащенных новейшим оборудованием. Основу коллектива предприятия в 1961—1963 гг. составили ученые и инженеры НПП «Исток» (г. Фрязино). В 1963 г. завершено строительство и предприятие сдано в эксплуатацию.

12 февраля 1966 г. приказом Министра электронной промышленности СССР на базе НИИ № 437 и опытного завода создан Научно-исследовательский институт электронных приборов НИИЭП (п/я В-2491) с опытным заводом (п/я Г-4808) с подчинением 1-му Главному Управлению Министерства электронной промышленности (МЭП) СССР. 30 декабря 1967 г. принято постановление Правительства о строительстве нового производственного корпуса опытного завода с замкнутым технологическим циклом.

5 ноября 1971 г. приказом Министра электронной промышленности № 228 НИИЭП переименован в НИИ «Титан» (п/я В-2058) с заводом при НИИ «Титан» (п/я В-2123) с подчинением 1-му Главному управлению МЭП СССР. 12 июня 1975 г. приказом Министра электронной промышленности № 270 ДСП на базе НИИ «Торий», опытного завода при НИИ «Торий», завода «Луч» в г. Костроме и филиала НИИ «Торий» (завода) в г. Верея образовано Научно-производственное объединение «Торий» — НПО «Торий» (с головным предприятием НИИ «Титан») с подчинением 1-му ГУ МЭП СССР.

29 марта 1976 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР за выдающиеся успехи в развитии отечественной СВЧ электроники больших мощностей предприятие награждено орденом Октябрьской Революции.

Российское время

Распоряжением Правительства Российской Федерации № 2188-Р от 07 декабря 1993 г. на базе НИИ «Титан» и завода при НИИ «Титан» создано Государственное научно-производственное предприятие «Торий» (ГНПП «Торий»). Предприятие зарегистрировано Московской регистрационной палатой 21 января 1994 г. 1 июля 1999 г. ГНПП «Торий» переименовано в Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное предприятие „Торий“» — ФГУП «НПП „Торий“».

В соответствии с указом президента РФ № 1052 от 10 июля 2008 г. предприятие передано в состав Государственной Корпорации «Ростехнологии» (Ростех).

26 января 2016 г. Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное предприятие «Торий» на основании распоряжения Правительства Российской Федерации от 27 ноября 2010 г. № 2102-р, приказов Федерального агентства по управлению государственным имуществом от 27 апреля 2011 г. № 143 и от 06 июня 2011 г. № 185 и распоряжения Территориального управления Федерального агентства по управлению государственным имуществом в городе Москве от 30.10.2015 г. № 1243, преобразовано в Акционерное общество «Научно-производственное предприятие „Торий“».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector