钍的用途-钍的意思是什么

钍的用途1

钍的用途-钍的意思是什么

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钍通常用来制造合金,提高金属强度,还可用于制造紫外线光电管 。钍所储藏的能量,比铀、煤、石油和其他燃料总和还要多很多,是一种极有前途的能源 。钍还是制造高级透镜的常用原料,用中子轰击钍可以得到一种核燃料——铀233 。
Ulstein介绍Thor钍熔盐反应堆动力船 主打生态巡航概念2总部位于挪威的海事集团乌斯坦(Ulstein),刚刚发布了一款名叫“Thor”的钍动力概念船 。作为一艘 149 米(489 英尺)长的船只,其主打补给(replenishment)、研究(research)与救援(rescue)用途 。其最大的特点,就是采用了能够给电池充电的钍熔盐反应堆(MSR) 。
核动力 Thor“3R”概念船渲染图(来自:Ulstein 官网)
随着环保概念日渐深入人心,生态出行也迎来了蓬勃发展 。对于补给、研究、救援船只来说,想要进入生态本就脆弱的极地地区,环保也是必须考虑的重要一环 。
Thor - a Thorium Molten Salt Reactor ship design by Ulstein(via)
近年来,不断增长的极地巡航与周边保护工作需求,正面临日益严格的政府法规和环保组织的压力 。更重要的是,冰冷海面是的进港加油等操作变得异常困难且昂贵、且可能对周边地区造成生态损害 。
【钍的用途-钍的意思是什么】为克服上述问题,Ulstein 提出了多用途的 Thor 概念 。可知其不仅能够在极低海域开展燃油补给与科研救援等任务,还可为下一代电动油轮的大型电池组补能 。
与此同时,Ulstein 还提出了基于 Thor 动力的 Sif 概念 。这是一艘 100 米(330 英尺)长的“Ice Class 1C”船只,能够搭乘 80 名乘客、80 名船员 。
得益于 Ulstein 的第四代便携式 MSR 钍反应堆 —— 使用钍(thorium / 元素符号 Th)、而不是铀(uranium / 元素符号 U)燃料 —— 可将钍盐混合物加热到 700℃(1292℉) 。
值得一提的是,这种混合物既是冷却剂、又是钍容器 —— 作为一个处于标准大气压下的熔盐反应堆,它能够被紧急切断运行、并单纯依靠被动式冷却 。
此外这种熔融混合物意味着我们能够通过化学方式回收再利用,为反应堆补充清洁的燃料 。据 Ulstein 所述,其致力于四艘探险油轮提供充沛的动力,且无需在寿命期限内补充燃料 。
最后,Thor 和 Sif 均基于 Ulstein 的 X-BOW 船舶设计,其电动推进系统具有静音巡航的特性 。除了反应堆,Thor 还设计了直升机停机坪、消防装置、救援吊杆、工作船、实验室、以及演讲厅 。
钍是一种更安全的核燃料,为什么不用于核反应堆?3在最近疯狂观看切尔诺贝利核电站的节目后,我发现自己深陷谷歌的兔子洞里,深挖核反应堆的奥秘以及它们是如何工作的 。我很快发现,现代人类历史充满了核事故 。自1954年第一座核电站建成以来,已经发生了100多起严重的核事故,每起事故都影响到成千上万甚至数百万人的生命!
乌克兰切尔若贝利核电站
这些事故的症结在于铀,铀是迄今为止建造的所有核反应堆的主要核燃料 。然而,令我惊讶的是,我发现实际上钍(Th)是一种更好、更安全的核燃料,完全可以替代铀 。
这让我想知道,用钍而不是铀能避免核事故及其后果吗?钍在元素周期表中位于铀的左边两个位置,具有类似的性质 。
钍(Th)在元素周期表中位于铀的左边两个位置
核反应堆是如何工作的?在我们开始指责早期的核科学家使用铀而不是钍之前,让我们先来看看核反应堆是如何运行的 。
核反应堆的工作原理是利用核裂变过程中释放的能量,核裂变是一种化学反应,一个较大的核分裂成两个或三个较小的核,释放出大量的热量和中子 。在裂变过程中释放出的热能被用来将水蒸发成蒸汽,然后蒸汽被用来运行涡轮机,并将热能转换成电能或机械能 。很简单,对吧?嗯,整个过程实际上比看起来复杂得多,需要大量的关注和专业知识才能安全管理 。
核电站核反应堆发电原理
浓缩铀是大多数反应堆中发生裂变的物质(核燃料)(一些核反应堆使用钚铀混合氧化物作为核燃料) 。在地球上发现的铀(U)中,约99%是非裂变同位素铀-238,而不到1%是裂变同位素铀-235,因此更具价值 。通过同位素分离等技术的实施,浓缩铀在整个混合物中含有铀-235的百分比增加了 。
当浓缩铀被中子轰击时,裂变反应开始 。在撞击后,铀-235开始分裂成更小的核并释放出高能中子 。高能中子被其他铀-235原子吸收,在核反应堆内引发连锁反应 。在这个过程中释放出大量热能,同时释放出伽玛辐射和附加中子 。