Wikipedia

Ero sivun ”Torium-ydinpolttoainekierto” versioiden välillä

Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][katsottu versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Tms. (keskustelu | muokkaukset)
seulojat
1 311 muokkausta
Lisää tietoa ATS Ydintekniikka -lehden artikkelin pohjalta
Rivi 1:
[[File:PuIsotopes.png|thumb]]
[[Torium]]in (Th) käyttö [[ydinvoimala|ydinenergiatekniikassa]]ssa perustuu '''torium-[[ydinpolttoainekierto]]on'''.<ref>http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=124737&CultureCode=en</ref> Torium ydinpolttoainekierrossaei luonnollistasuoraan <sup>sovellu [[ydinreaktori]]n polttoaineeksi, koska se ei pysty ylläpitämään [[Ketjureaktio (fysiikka)|ketjureaktiota]]. Luonnossa esiintyvästä torium-232</sup>Th-isotooppiaisotoopista pommitetaanvoidaan kuitenkin valmistaa polttoaineeksi kelpaavaa uraani-233:a säteilyttämällä sitä [[neutroniNeutroni|neutroneilla]], jolloinydinreaktorissa. Kun <sup>232</sup>Th:ta pommitetaan neutroneilla, se muuttuu <sup>233</sup>Th:ksi [[absorptio|neutronikaappauksen]] eli absorption seurauksena. Tämän jälkeen <sup>233</sup>Th muuttuu [[protaktinium]]-233:ksi [[beetahajoaminen|beetahajoamisen]] seurauksena. <sup>233</sup>Pa muuttuu [[uraani]]n isotoopiksi <sup>233</sup>U:ksi myös beetahajoamisen seurauksena. Näin syntynyt <sup>233</sup>Uref on [[fissiili]] kuten luonnossakin esiintyvä ja ydinenergiatekniikassa perinteisesti käytettävä <supname=":2">235</sup>U. <sup>233</sup>U:ta pommitettaessa neutroneilla se hajoaa eli [[Fissio{{Lehtiviite|fissioituu]]Tekijä=Leppänen, [[nuklidiJaakko|tytärnuklideiksi]]Otsikko=Missä vapauttaenviipyy energiaa.toriumreaktori?|Julkaisu=ATS <sup>233</sup>U hajotessa vapautuu keskimäärin yli 2 neutronia, minkä ansiosta ydinpolttoainekierto voi jatkua. Toinen neutroneista toimii uuden fissiilin polttoaineen tuottamisessa ja toinen neutroneista toimii uuden <sup>233</sup>U fission aiheuttajana.{{LähdeYdintekniikka|Ajankohta=2018|Numero=3–4|28.Sivut=10–14|Julkaisija=Suomen joulukuutaatomiteknillinen 2015seura|vuosiIssn=20150356-0473}}</ref>
 
Uraani-233:n [[fissio]]ssa syntyy enemmän neutroneita kuin [[Uraani-235|uraani-235:n]], jota tavallisesti käytetään ydinpolttoaineena. Ylimääräisillä neutroneilla voidaan muuttaa lisää toriumia uraani-233:ksi. Toriumreaktori voi tuottaa uraani-233:a enemmän kuin sitä kuluu. Tällaista reaktoria kutsutaan [[hyötöreaktori]]ksi. Koska hyötöreaktori tuottaa jatkuvasti lisää polttoainetta, se voi hyödyntää kaivoksesta louhittavan raaka-aineen koko energiasisällön, kun taas tavallinen [[kevytvesireaktori]] pystyy käyttämään lähinnä vain uraani-235-isotoopin eli 0,7 prosenttia luonnonuraanista. Hyötöreaktori voi toimia myös uraani-238:lla, jota on 99,3 prosenttia luonnonuraanista. Tämä vaatii kuitenkin nopeilla neutroneilla toimivan reaktorin, kun taas toriumilla hyötöreaktori voi toimia myös tavallisella, hitaisiin neutroneihin perustuvalla tekniikalla.<ref name=":2" />
 
Torium-ydinpolttoainekiertoa on kokeiltu. Esimerkiksi [[Shippingport]]in [[painevesireaktori]]a Yhdysvalloissa käytettiin 1970-luvulla torium-polttoaineella. Toriumreaktorit eivät ole yleistyneet, koska uraani on halpaa ja sitä on maankuoressa paljon. Toriumiin, samoin kuin uraani-238:een, perustuva hyötöreaktori edellyttää säteilytetyn polttoaineen jälleenkäsittelyä, jossa hyödetty uusi polttoaine erotetaan kemiallisesti. Jälleenkäsittely on kallista, koska siinä käsitellään erittäin radioaktiivisia nesteitä.<ref name=":2" />
 
Torium-ydinpolttoainekierrossa ei synny [[plutonium]]ia. Sen takia toriumreaktorin käytetty polttoaine on kymmenien tuhansien vuosien päästä vähemmän radioaktiivista kuin uraanireaktorin käytetty polttoaine. Toisaalta plutonium ei ole käytetyn polttoaineen [[Geologinen loppusijoitus|loppusijoituksen]] kannalta erityisen ongelmallista, koska plutoniumin yhdisteet liukenevat erittäin huonosti veteen.<ref name=":2" />
 
Koska toriumia käytettäessä ei synny plutoniumia, toriumreaktorilla ei voi tuottaa [[ydinase]]isiin soveltuvaa plutonium-239:ää. Mutta torium-ydinpolttoainekierto perustuu uraani-233:een, joka myös soveltuu ydinaseen rakentamiseen. Toriumreaktorissa syntyy myös uraani-232:ta, joka on voimakas [[gammasäteily]]n lähde. Ydinaseen rakentaminen toriumreaktorissa tuotetusta uraani-233:stä vaatisikin hyvin tehokkaan säteilysuojauksen.<ref name=":2" />
 
== Torium ==
{{pääartikkeli|[[Torium]]}}
 
Torium on yleinen luonnossa. Toriumin yleisin luonnossa esiintyvä isotooppi <sup>232</sup>Th on suunnilleen yhtä yleinen kuin [[lyijy]] (Pb). eliToriumia huomattavasti yleisempi kuin esim.on [[uraaniMaankuori|maankuoressa]]n tärkeinkolme isotooppikertaa <sup>235</sup>U, joka on suunnilleen yhtä yleinenenemmän kuin [[hopeauraani]]a<ref (Ag)name=":2" />. Torium on jakautunut melko tasaisesti kaikkialle [[maan kuori|maan kuoreen]]maankuoreen. Toriumia voidaan tuottaa esimerkiksi [[monatsiitti]]malmista. Koska toriumilla ei vielä ole laajoja käyttösovelluksia energiatekniikassa, on sitä usein käsitelty vain haitallisena radioaktiivisena sivutuotteena.<ref>Wickleder, Mathias S.; Fourest, Blandine; Dorhout, Peter K. (2006). "Thorium". In Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/thorium.pdf The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements] (PDF) 3 (3rd ed.). Dordrecht, the Netherlands: Springer. ss. 52–160.</ref>
 
== Sulasuolareaktori (Molten Salt Reactor MSR) ==
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/wiki/Torium-ydinpolttoainekierto”