Торий: спасет ли он планету от энергетического кризиса? Торий как лекарство от ядерной чумы.

Торий – радиоактивный металл, обладающий парамагнитными свойствами, серебристого цвета. В периодической таблице, он расположен между актинием и протактинием и ниже церия Торий мягкий металл сопоставимый с оловом и скандием. Твердость тория аналогична мягкой стали. Чистый торий может быть свернут в виде листов и вытянут в проволоку. Ниже температуры 1,40 K торий проявляет свойства сверхпроводника. Измеренные свойства тория широко варьируют в зависимости от количества примесей, как правило диоксида торий. Самые чистые образцы обычно содержат около десятой доли процента диоксида.

Природный торий радиоактивен, наряду с ураном тория является родоначальником собственного радиоактивного семейства (трансториевых элементов) Период полураспада природного тория составляет 1,39·10 10 лет В семействе тория имеются короткоживущие изотопы 83Bi212 и 81Tl208, обладающие жёстким β- и γ-излучением

В атомной отрасли торий применяется как источник получения вторичного ядерного топлива, U Th n 1 (γ) 90 Th 233 (β) 91 Pa 233 (β) 92 U 233 Нейтроны, для реакции, образуются при расщеплении специально введённого обогащённого урана, либо плутония. После отделения U 233 и других продуктов реакции регенерированный торий возвращают в цикл

Стратегия развития ядерной энергетики как в России, так и за рубежом, предусматривает введение ядерного топливного цикла на основе тория (так называемого «смешанного топливного цикла») с использованием природных урана и тория, урана-235, искусственных плутония-239 и урана-233 в реакторах на тепловых и быстрых нейтронах. И если учесть, что запасы тория в земной коре значительно превосходят запасы урана, то открываются широкие перспективы использования его в атомной технике. К основным недостаткам металлического тория как реакторного материала относятся необходимость добавления к нему обогащённого ядерного горючего (U235, Рu239) и необходимость надёжной биологической защиты при работе с торием.

Ториевый ядерный двигатель Прототип автомобиля создан в 2009 году компанией Cadillac Компания Laser Power Systems разработала лазер высокой тепловой энергии на тории. Теплота лазера нагревает теплоноситель, который приводит в движение турбины Вес 230 кг, мощность 250 к Вт, 1 г Th эквивалентен 7500 литрам бензина 8 г Th хватает на км пробега

Вследствие высокой электронной эмиссии и сравнительно малой работы выхода электронов металлический торий используется как электродный материал в газоразрядных и некоторых других типов лампах, которые имеют хорошие электрические характеристики и большой срок службы В электровакуумной технике для некоторых типов магнетронов применяются ториевооксидные катоды, работающие при температурах () °С Электроды из торированного вольфрама (ThO 2 0,8-1%) обладают меньшей работой выхода электронов и большей эффективностью по сравнению с чистым вольфрамом Ксеноновые дуговые лампы имеют торированные электроды

Металлический торий считается перспективной легирующей добавкой в жаропрочные сплавы Использование небольших добавок тория улучшает свойства железных, никелевых, алюминиево-магниевых и других сплавов Эти сплавы благодаря небольшой плотности, значительной прочности, высокой температуре плавления и хорошей пластичности широко применяются в авиационной промышленности

Диоксид тория химически инертен, плавится при высокой температуре (3220 °С), имеет низкую упругость диссоциации Возможно его использование в производстве огнеупорных изделий, наиболее перспективно использование в вакууме и окислительной атмосфере Однако сравнительно высокий коэффициент термического расширения и малая теплопроводность диоксида обусловливают относительно невысокую механическую прочность изделий при изменении температуры, что ограничивает масштабы применения огнеупоров на его основе Возможно применение диоксида тория в качестве элемента сопротивления в высокотемпературных электропечах (до 2000 °С)

По распространенности торий занимает 35 место. Кларк тория составляет 0,8·10 -3, его содержание По распространенности торий занимает 35 место. Кларк тория составляет 0,8·10 -3, его содержание в земной коре больше, чем сурьмы, висмута, ртути, молибдена или серебра и примерно в пять раз больше, чем урана В связи с большой склонностью тория к изоморфизму, в большинстве его минералов присутствуют U, РЗЭ, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta и др. Торий концентрируется в верхних гранитных слоях литосферы. Кислые изверженные породы (граниты, базальты, диориты) содержат в среднем 1,810-3 % масс, тория (встречаются породы и со значительно меньшим содержанием - до (0,02- 0,03) 10-3 %). Содержание тория в осадочных породах оценивается величиной 0, % масс В свободном состоянии торий не встречается, образует соединения с другими элементами: оксиды, силикаты, фосфаты, карбонаты и фториды.

Торий входит в состав около 100 минералов, большинство содержат и уран. Собственно ториевых минералов менее десяти Все они относятся к группе устойчивых в химическом отношении компонентов кислых и щелочных магматических горных пород и пегматитов Минералы тория в природе ассоциируют с минералами редких земель и урана, а также с минералами циркония, титана, ниобия и тантала, олова и других элементов Важнейшими промышленными минералами тория являются монацит, монацит, торит, торит, торианит (ураноторианит) торианит (ураноторианит)

(Се, La, Th)PO 4 содержит от 3,5 до 10 % ТhO 2 и от сотых долей до 1 % UO 2. Сумма оксидов РЗЭ в монаците в пределах от 55 до 68 % масс.; иттрий и элементы его подгруппы присутствуют до (3 - 5) %. Содержание фосфора в пересчёте на оксид изменяется от 18,4 до 31,5 % масс. Плотность монацита колеблется в пределах от 4,9 до 5,5 т/м 3, твёрдость - от 5 до 5,5 по шкале Мооса. Цвет минерала изменяется от светло-жёлтого до красно-бурого, но встречаются разновидности другой окраски (зеленоватые, коричневатые, чёрные) и почти бесцветные. Минерал умеренно парамагнитен. Это свойство монацита широко используется в обогатительной практике при электромагнитной сепарации тяжёлых минералов.

ThSiO 4 содержит до 77 % ТhO 2 Практически все ториты имеют в своем составе уран, железо, редкие земли и радиогенный свинец. В небольших количествах в торите присутствуют кальций, магний, фосфор, титан, тантал, цирконий, олово. Разновидность торита: уранторианит, содержащий от 5 до 20 % урана; ферриторит (железистая разновидность, содержащая до 14% Fе 2Oз); гидроторит ThSiO 4 4H 2 O и др. Твёрдость торита (4,5 - 5,5), Плотность (4 - 5,4) до 6,7 т/м 3. Цвет минерала от оранжево-жёлтого (оранжит) до чёрного. В промышленных количествах торит встречается главным образом в жильных месторождениях, генетически связанных со щелочными изверженными породами, а также как попутный компонент в некоторых россыпях, в частности - оловянных.

(Th,U)O 2 содержит от 45 до 93 % ТhO 2 и до 50 % UO 2. Изоморфен с уранинитом. К разновидностям торианита относятся ураноториацит, содержащий до 50 % UO 2 и алданит, в составе которого () % UO 2. Клевеит и бреггерит, являющиеся разновидностями уранинита, содержат от 3 до 14 % ТhO 2. В состав торианита и его разновидностей, кроме тория и урана, входят редкоземельные элементы до (8-13)% и радиогенный свинец (до 13 %). Кроме того, в нём присутствуют примеси железа и циркония. Плотность торианита составляет (8,9 - 9,9) т/м 3, твердость - (6 - 7,5). Цвет торианита изменяется от тёмно-серого до коричнево-чёрного и чёрного. Распространён торианит значительно меньше, чем монацит и торит. Он встречается в пегматитах, связанных с гранитами и сиенитами, иногда в карбонатитах и россыпях.

Горнорудная ториевая промышленность базируется примерно на 80 % на монацитовых рудах, добыча которых из россыпных месторождений сравнительно проста и производительна. Разведанные достоверные запасы монацита в прибрежно-морских и элювиальных россыпях составляют примерно 8 млн. т или в пересчёте на оксид тория около 670 тыс. т. Вероятные запасы оцениваются величиной 2250 тыс. т тория. Давно известны крупнейшие мировые провинции богатых монацит-содержащих комплексных прибрежно-морских месторождений Индии (Южное побережье) и Бразилии (штаты восточного побережья). Примерно до 1913 г. главным поставщиком монацита была Бразилия. Позже на первые роли вышла Индия. Затем роли Индии и Бразилии примерно выровнялись, но обе эти страны уступили первенство в добыче монацита США и ЮАР. Примерно такое положение сохраняется и до настоящего времени. В ЮАР, кроме прибрежно-морских россыпей, разрабатываются коренные руды, содержащие монацит.

Среднее содержание монацита в россыпях составляет около (0,5-1)%. Минимальное содержание в рудах разрабатываемых месторождений составляет 0,04 %, а максимальное - до () %. При крупной механизированной добыче и обогащении, например, в штате Айдахо (США), разрабатывают россыпи с содержанием монацита всего 0,004 %. При небольших масштабах добычи в США промышленными считаются россыпи с содержанием монацита не менее 0,6 %. В Бразилии разрабатывают элювиальные россыпи с содержанием монацита от 0,25 до 1,5 % и морские россыпи с содержанием от 0,2 до 2 %. В Нигерии добывают монацит из россыпей, в которых содержание его достигает 6 %. А на Цейлоне разрабатывают россыпи с содержанием монацита всего (0,3 - 0,4) %. В Индии промышленные россыпи содержат от 0,5 до 3 % монацита. Руды коренного месторождения Стинкемпс - Краал (ЮАР) содержат монацита до () %, что составляет исключение и не характерно для монацитсодержащих месторождений.

Первоначальной черновой концентрат поступает на грохот, работающий в замкнутом цикле со стержневой мельницей. Подрешетный продукт крупностью – 1,6 мм направляется в реечный классификатор, в слив уходит кварц крупностью – 0,2 мм, направляемый в отвал. Мокрые пески классификатора подвергаются магнитной сепарации на электромагнитных сеператорах. Монацит, танталито-колумбит, эвксенит - среднепарамагнитные минералы, ильменит и магнетит Fe3O4 - сильнопарамагнитные, а циркон, рутил, бадцелеит и минералы пустой породы (топаз, полевой шпат, кварц) - немагнитные. При пропускании концентрата через сепараторы различной электромагнитной интенсивности происходит разделение его по магнитной восприимчивости на три вида: продукт слабого магнитного поля: магнетит, ильменит; продукт слабого магнитного поля: магнетит, ильменит; продукт сильного магнитного поля: монацит, танталито-колумбит, эвксенит; продукт сильного магнитного поля: монацит, танталито-колумбит, эвксенит; немагнитные продукты: циркон, рутил, бадцелеит и минералы пустой породы. немагнитные продукты: циркон, рутил, бадцелеит и минералы пустой породы. Коллективный эвксенит-монацит-колумбитовый концентрат после сушки разделяется на монацитовую и эвксенит-колумбитовую фракции в электростатических сепараторах. Принцип электростатического разделения основан на различии электропроводности минералов. Различают две основные группы: проводящие: магнетит, гематит, танталито-колумбит, ильменит, рутил, бадцелеит и минералы пустой породы; проводящие: магнетит, гематит, танталито-колумбит, ильменит, рутил, бадцелеит и минералы пустой породы; не проводящие: монацит, циркон. не проводящие: монацит, циркон.

Лекция 1. Физико-химические свойства тория, применение, нахождение в природе, обогащение ториевых руд Н АЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ Т ОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Ф ИЗИКО - ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ К АФЕДРА ХТРЭ доцент каф. ХТРЭ, к.х.н., Оствальд Р.В.

1 грамм на 28 000 литров . Таково соотношения расхода топлива в автомобильных двигателях, если заменить привычное горючее торием.

Речь о 232-ом изотопе . У него самый длинный период полураспада. 8 граммов тория хватит, чтобы двигатель беспрерывно работал в течение 100 лет.

Запасов нового топлива в 3 раза больше, чем в земной коре. Специалисты Laser Power Systems уже приступили к разработке нового двигателя.

Компания американская. Работа двигателя будет напоминать цикл стандартной электростанции. Загвоздкой стала разработка подходящего лазера.

Его задача – нагревать воду, пар которой запускает мини-турбины. Пока ученые отрабатывают процесс, узнаем побольше о топливе 21-го века, а в перспективе и всего тысячелетия.

Что такое торий?

Металл торий относится к актиноидам. В это семейство входят радиоактивные . Все они располагаются в 3-ей группе 7-го периода таблицы .

Номера актиноидов – от 90-го до 103-го. Торий стоит первым. Его и открыли первым, одновременно с ураном.

В чистом виде героя выделил в 1882-ом году Ларс Нильсон. Радиоактивность элемента обнаружили не сразу.

Поэтому, торий долго не вызывал интереса общественности. Распад тория доказан лишь в 1907-ом году.

С 1907-го года изотопы тория открывались один за другим. К 2017-му насчитывается 30 модификаций металла. 9 из них получены .

Наиболее устойчива 232-я. Полураспад тория в таком виде длится 1,4*10 10 лет. Именно поэтому 232-ой изотоп повсеместно распространен, в земной коре занимает долю 8*10 -4 %.

Остальные изотопы хранятся несколько лет, а посему не представляют практического интереса и редко встречаются в природе. Правда 229-ый торий распадается за 7 340 лет. Но, этот изотоп «выведен» искусственно.

Полностью устойчивых изотопов у тория нет. В чистом виде элемент выглядит как —, пластичный .

Именно он делает столь мягким минерал торит. легко режется . Минерал изучал Йенс Берценлиус.

Шведский химик смог вычислить в составе камня неизвестный , но не смог выделить его, отдав лавры Нильсону.

Свойства тория

Торий – элемент , удельная радиоактивность которого равна 0,109 микрокюри на грамм. У 238-го урана, к примеру, показатель почти в 3 раза больше.

Соответственно, торий слаборадиоактивен. Несколько изотопов тория, кстати, являются следствием распада урана. Речь о 230-ом, 231-ом, 234-ом и 235-ом модификациях 90-го элемента.

Распад героя статьи сопровождается выделением радона. Этот газ, так же, именуют тороном. Однако, второе название не общеупотребительное.

Радон опасен при вдыхании. Однако, микродозы содержатся в минеральных водах и влияют на организм благостно.

Принципиален именно путь попадания торона в организм. Выпить можно, впитать – да, но не вдыхать.

В плане кристаллической решетки радиоактивный торий предстает всего в двух ипостасях. До 1 400-от градусов строение металла гранецентрическое.

Оно основано на объемных кубах, состоящих из 14-ти атомов. Часть из них стоят в углах фигуры. Остальные атомы располагаются посередине каждого .

При нагреве свыше 1 400-от градусов Цельсия кристаллическая решетка тория становится объемноцентрированной.

«Упаковка» таких кубов менее плотная. И без того мягковатый торий становится еще более рыхлым.

Торий – химический элемент, отнесенный к парамагнетикам. Соответственно, магнитная проницаемость металла минимальна, близка к единице.

Отличают вещества группы, так же, способность намагничиваться в направлении внешнего поля.

Мольная теплоемкость тория составляет 27,3 килоджоулей. Показатель указывает на тепловую вместимость одного моля вещества, отсюда и название.

Продолжать список сложно, поскольку основная масса свойств 90-го металла зависит от степени его загрязнения.

Так, предел прочности элемента варьируется от 150-ти до 290-та меганьютонов на квадратный метр.

Нестабильна и тория. По металлу дают от 450-ти до 700-от килограмм-силы.

Стоя в начале своей группы, торий перенял часть свойств от предшествующих ей элементов. Так, для героя статьи характерна 4-я степень окисления.

Чтобы торий быстро окислился на воздухе, нужно довести температуру до 400-от градусов. Металл моментально покроется пленкой оксида.

Дуэт тория с кислородом, кстати, самый тугоплавкий из земных оксидов, размягчается лишь при 3 200-от градуса Цельсия.

При этом, соединение еще и химически устойчиво. Чистый же металл вступает в реакцию с .

Любой радиоактивный изотоп тория взаимодействует с ним даже при комнатной температуре.

Остальные реакции с героем статьи проходят при повышенных температурах. При 200-от градусах идет реакция с .

Образуются гидриды порошкообразной формы. Нитриды получаются, если торий нагреть в атмосфере .

Потребуется температура в 800-от градусов Цельсия. Но, для начала нужно добыть реактив. Узнаем, как это делают.

Добыча и месторождения тория

350 000 000 долларов. Примерно такую сумму ежегодно выделяют в на развитие ториевой энергетики. В стране масса месторождений 232-го изотопа.

Это настораживает , которая рискует потерять лидерство на топливном , если основным энергоресурсом в мире станет 90-ый элемент.

Запасы в отечестве есть. Миллионы тонн металла, к примеру, расположились под Новокузнецком.

Однако, нужно отстоять приоритетное право на применение ториевых , а за них в мире ведется борьба. Все понимают, за чем будущее.

Обычно, торий находят в виде , блестящего песка. Это минерал монацит. Пляжи из него часто входят в курортные зоны.

На побережье Азовского моря, к примеру, стоит задуматься не только о солнечной радиации, но и той, что исходит от земли. Жильный торий встречается только в ЮАР. Рудные залежи там зовутся Стинкасмкрааль.

Если добывать торий из руд, то проще получать элемент попутно с . Осталось выяснить, где торий может пригодиться, не считая автомобильных двигателей будущего.

Применение тория

Поскольку ядро тория неустойчиво, естественно применение элемента в атомной энергетике. Для ее нужд закупают , фторид и оксид тория.

Помните температуру, которую выдерживает окись 90-го металла? Только такое соединение и сдюжит в жидкосолевых реакторах.

Окись тория пригождается и в авиационной промышленности. Там 90-ый металл служит упрочнителем. Служба торию находится и в организме .

Ежедневно с пищей поступает около 3 миллиграммов радиоактивного элемента. Он участвует в регулировке процессов системы, усваивается, в основном, печенью.

Закупают торий, так же, металлурги, но не для еды. Чистый металл используют в качестве , то есть добавки, улучшающей качество , в частности, магниевых. С лигатурой они становятся жаропрочными и лучше сопротивляются разрыву.

Напоследок дополним информацию о новом автомобильном двигателе. Торий в нем – не ядерное топливо, а лишь сырье для него.

Сам по себе 90-ый элемент не способен давать энергию. Все меняют нейтронная среда и водный реактор.

С ними торий преобразуется в 233-ий уран. Вот он – эффективное топливо. Почем платят за сырье для него? Попробуем узнать.

Цена тория

Цена тория разнится на чистый металл и его соединения. Это общая фраза из . Из частностей — лишь ценник за кило оксида тория примерно в 7 500 .

На этом открытые запросы заканчиваются. Продавцы просят уточнять стоимость, поскольку реализуют радиоактивный элемент.

Предложений чистого тория в интернете нет, как нет и данных о за грамм металла. Меж тем, заинтересованным новым видом автомобильного топлива вопрос не дает покоя, как не дает покоя и то, не подскочат ли запросы за 90-ый элемент в случае его повсеместного использования.

Изначально, ради вытеснения с рынка бензиновых двигателей, торий сделают максимально выгодным. Но, что будет потом, когда возврат к былому будет уже маловероятен?

Вопросов много. Конкретики мало, впрочем, как и во всем новом, неизведанном, кажущемся на первых парах авантюрой.

Хотя, первые варианты ториевого двигателя уже готовы. Весят они около 200-от килограммов. Такой аппарат легко поместить под капот средних размеров.

Торий — элемент III группы таблицы Менделеева, принадлежащий к актиноидам; тяжёлый слаборадиоактивный металл. Впервые торий выделен Й. Берцелиусом в 1828 году из минерала, позже получившего название торит (содержит сульфат тория). Торий был назван его первооткрывателем по имени бога грома Тора в скандинавской мифологии.

Получение

Торий, как и некоторые другие редкоземельные элементы, выделяют из галогенидов или оксида методом металлотермии (кальцийтермии)

Применение

Торий имеет ряд областей применения, в которых подчас играет незаменимую роль. Положение этого металла в Периодической системе элементов и структура ядра предопределили его применение в области мирного использования атомной энергии. Так, например, при облучении природного тория-232 нейтронами в атомном реакторе он путём захвата нейтрона (с образованием тория-233) и двух последующих бета-распадов (через протактиний-233) превращается в лёгкий изотоп урана с массовым числом 233. Уран-233 способен к делению подобно урану-235 и плутонию, что открывает более чем серьёзные перспективы для развития атомной энергетики (реакторы на быстрых нейтронах). В атомной энергетике применяются карбид, оксид и фторид тория (в высокотемпературных жидкосолевых реакторах) совместно с соединениями урана и плутония и вспомогательными добавками.

Так как общие запасы тория в 3—4 раза превышают запасы урана в земной коре, то атомная энергетика при использовании тория позволит на сотни лет полностью обеспечить энергопотребление человечества. Кроме атомной энергетики, торий в виде металла с успехом применяется в металлургии (легирование магния и др.), придавая сплаву повышенные эксплуатационные характеристики (сопротивление разрыву, жаропрочность). Отчасти торий в виде окиси применяется в производстве высокопрочных композиций как упрочнитель (для авиапромышленности).

Оксид тория из-за его наивысшей температуры плавления из всех оксидов (3350 K) и неокисляемости идёт на производство наиболее ответственных конструкций и изделий, работающих в сверхмощных тепловых потоках, и может быть идеальным материалом для облицовки камер сгорания и газодинамических каналов для МГД-электростанций. Тигли, изготовленные из окиси тория, применяются при работах в области температур около 2500—3100 °C. Ранее оксид тория применялся для изготовления калильных сеток в газовых светильниках.

Торированные катоды прямого накала применяются в электронных лампах, а оксидно-ториевые — в магнетронах и мощных генераторных лампах. Добавка 0,8—1 % ThO 2 к вольфраму стабилизирует структуру нитей ламп накаливания. Ксеноновые дуговые лампы почти всегда имеют торированные катод и анод, поэтому незначительно радиоактивны. Оксид тория применяется как элемент сопротивления в высокотемпературных печах. Торий и его соединения широко применяют в составе катализаторов в органическом синтезе.

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.

Любопытные факты

Интересный случай, когда значительные количества тория были добыты неспециалистом из калильных сеток в газовых светильниках (случай с Дэвидом Ханом).

Авария на японской АЭС может стимулировать исследования в области более безопасной ядерной энергетики на основе тория.

Вот уже почти год сводки с японской атомной станции “Фукусима-1” напоминают фронтовые. Во многих странах мира всерьез рассматривается вопрос об отказе от атомной энергетики как слишком опасной либо об ограничении ее использования. Между тем еще в 50-е годы были предложены проекты более безопасных ядерных реакторов. В качестве “горючего” в них используется торий - слаборадиоактивный химический элемент, мировые запасы которого, как минимум, вчетверо превышают запасы урана. Полвека назад ториевая ядерная энергетика не выдержала конкуренции с урановой, поскольку из тория нельзя получить плутоний, который используется в ядерном оружии. Но теперь, после “Фукусимы”, ей предоставляется возможность для реванша.

Хорошо забытое старое

В 40-50-е годы, когда атомная энергетика делала свои первые шаги, ученые исследовали различные варианты управляемых ядерных реакций. Их интерес привлек и торий - тяжелый слаборадиоактивный металл, занимающий 90-е место в таблице Менделеева.
Сам по себе торий (вернее, самый распространенный его изотоп торий-232, из которого почти на 100% состоит природный металл) не поддерживает цепную ядерную реакцию и не может быть материалом для атомной бомбы. Однако при облучении тория нейтронами, его атомы, захватывая эти нейтроны, распадаются с выделением значительного количества энергии.

Кроме того, в результате ряда последовательных реакций с образованием промежуточных неустойчивых изотопов (торий-233 и протактиний-233 с полураспадом соответственно 22 минуты и 27 суток) из тория-232 получается уран-233, который сам по себе является хорошим ядерным топливом, подходящим для всех типов современных реакторов.

По сравнению с ураном торий обладает рядом преимуществ. Прежде всего, для загрузки в реактор пригоден природный торий, который, в отличие от урана, не нужно обогащать, проводя сложную и дорогостоящую операцию разделения изотопов. В ториевых реакторах можно перерабатывать оружейный плутоний, а также минимизировать использование урана-235, который является единственной доступной человечеству природной “ядерной спичкой”, способной запускать ядерную реакцию.

При этом если урановые стержни нужно извлекать из реактора уже после того, как в них использовано менее 10% содержавшегося “топлива”, торий можно использовать полностью, до завершения его преобразования в уран-233, который также можно применять для поддержания ядерной реакции. Вследствие этого одна тонна тория может дать столько же энергии, сколько 200 т урана или 3.5 млн т угля.

Оксид тория является более тугоплавким и устойчивым веществом, чем оксид урана, что открывает возможность для создания высокотемпературных реакторов на тории с рабочей температурой 700-800 градусов. Такой реактор может работать с обычным парогенераторным оборудованием, для него не нужно сложных и небезопасных систем охлаждения (напомним, именно отказ этих систем и привел к аварии на “Фукусиме-1”), его КПД может достигать 50-55%, что почти вдвое выше, чем у традиционных урановых. Полученная тепловая энергия также может использоваться в различных химических процессах (получение аммиака, водорода, ряда углеводородных продуктов).

Вследствие того, что торий требует внешнего источника нейтронов для осуществления ядерной реакции, этот элемент более безопасен в эксплуатации. Нетрудно создать такую схему, при которой в случае аварии реакция просто автоматически прекращалась бы (правда, из-за особенностей ториевого цикла такой реактор все равно бы продолжал работу, пока промежуточные элементы не превратились в более устойчивый уран-233, но выделение энергии было бы значительно меньшим). Наконец, радиоактивные отходы, образующиеся в результате ядерных реакций, в случае использования тория гораздо менее опасны, чем традиционных урановых реакторов, да и образуется их в несколько раз меньше.

В 50-70-е годы в ряде стран мира (США, Великобритания, Индия, ФРГ, СССР и др.) проводились различные эксперименты с ториевыми и торий-урановыми реакторами. В 70-80-е годы американская компания General Atomics и немецкая Siemens даже создали опытные образцы энергетических реакторов мощностью 300 МВт с использованием ториевого топлива, однако на этом исследования в данной области практически полностью прекратились.

Падение интереса к торию было обусловлено рядом объективных и субъективных причин. Прежде всего, фундаментальным недостатком тория была его непригодность для производства ядерного оружия. В 50-е годы в США проводились опыты по использованию урана-233 в ядерных бомбах, однако предпочтение было в итоге отдано более эффективному плутонию. Львиная доля средств на НИОКР в результате выделялась на исследования, связанные с урановым циклом, что позволило достаточно быстро создать и оптимизировать соответствующие технологии. Появление эффективных и относительно безопасных легководных реакторов, доступность и невысокая цена уранового ядерного топлива привели к тому, что энергетики отказались от рассмотрения альтернативных вариантов, не сулящих быстрой отдачи. Как говорится, от добра добра не ищут.

Вследствие этого адекватной технологии изготовления ториевых или торий-урановых топливных элементов так и не было создано. Не была решена и главная, пожалуй, проблема ториевого цикла. В ходе реакций, помимо урана-233, непременно образовывалось небольшое количество (порядка десятых долей процента) урана-232 - короткоживущего изотопа, распад которого приводил к появлению очень опасных радиоактивных “обломков”.

Реакторы General Atomics и Siemens обладали массой “детских болезней”, вызванных именно неотработанностью процессов. Окончательно же исследования в области ториевой энергетики “похоронила” катастрофа на Чернобыльской АЭС. После 1986 г. ассигнования на развитие “мирного атома” были резко сокращены, а все долгосрочные альтернативные проекты просто закрыты.
Единственной страной, где ториевые исследования все еще продолжались, была Индия. Обладающая большими запасами тория (около 300 тыс т, второй показатель в мире после Австралии), Индия еще в 50-е годы разработала оригинальную трехступенчатую программу развития атомной энергетики, в которой предполагалось задействовать эти ресурсы.

Так как Индия не подписала договор о нераспространении ядерного оружия, до недавнего времени ее атомная отрасль развивалась изолированно, а поставки урана в страну были запрещены. Не обладая значительными запасами урана, индийские атомщики предложили использовать имеющиеся скудные ресурсы этого ядерного топлива в реакторах первого уровня, где вырабатывался бы делящийся материал (уран-235 или плутоний-239). Его планировалось использовать в качестве источника нейтронов для ториевых реакторов второй стадии, а на них, в свою очередь, получался уран-233, который использовался бы в качестве ядерного топлива в реакторах третьего поколения.

Первую стадию своего плана Индия успешно реализовала, построив к настоящему времени более 20 ядерных реакторов, а вот со второй произошла заминка. В 90-е годы индийские атомщики вышли из международной изоляции, что и объясняет снижение интереса к торию. Пока что достижения в этой области ограничиваются экспериментальным реактором мощностью 13 МВт на АЭС “Калпаккам”, где осуществляется выработка урана-233 из тория.

Однако в начале прошлого десятилетия ториевые разработки вышли из состояния “комы”. В настоящее время рассматриваются два перспективных направления, которые могут стать основой будущей ториевой ядерной энергетики.

Новые горизонты

Одну из перспективных технологий предложил нобелевский лауреат Карло Руббиа из Европейского центра по ядерным исследованиям (CERN). По его проекту предлагается использовать ториевое ядерное топливо, а в качестве “запала” применять ускоритель протонов. Попадая в атомы тория, протоны с высокой энергией вызывают их распад с выделением нейтронов, которые используются для стимулирования ядерных реакций. В качестве теплоносителя используется свинец.

По расчетам К.Руббиа, этот реактор будет генерировать достаточную энергию, чтобы не только питать ускоритель протонов, но и выдавать определенную мощность в сеть. При этом установка достаточно безопасна, поскольку выключение протонного ускорителя приводит к прекращению работы реактора (не считая распада промежуточных элементов).

В 2010 г. норвежская компания Aker Solutions приобрела патент у К.Руббиа и уже приступила к проектированию реактора ADTR (субкритический реактор с ускорительной системой). Мощность установки оценивается в 600 МВт, ее стоимость, по предварительным данным, может превысить $3 млрд с учетом всех предварительных исследовательских работ. Реактор планируется разместить под землей, что даст возможность обойтись без мощного железобетонного защитного купола. Предполагается, что на одной загрузке ториевого топлива он сможет проработать несколько лет.

Однако КПД реактора К.Руббиа будет не очень высоким из-за использования энергоемкого ускорителя протонов, который будет забирать часть мощности. В США, Индии и Китае в последние годы рассматривается вариант, впервые предложенный американским физиком Элвином Вайнбергом еще в 60-х годах.

В этом реакторе типа LFTR (Liquid Fluoride Thorium Reactor) предлагается отойти от применения твердых топливных элементов и использовать в качестве теплоносителя расплавы солей - фторидов, в которых хорошо растворяются оксиды тория и урана. В таком реакторе рабочее давление составляет всего около 0.1 атм, что практически исключает возможность аварии вследствие разрыва корпуса (конечно, при условии, что его материал не поддастся коррозии). Солевой расплав имеет температуру порядка 540 градусов, что дает возможность использовать все преимущества высокотемпературного реактора.

При этом система обладает способностью к саморегуляции. Если расплав перегревается, он расширяется в объеме, в результате в поле действия источника нейтронов (топливный элемент из плутония или урана-235) попадает меньше атомов тория, и реакция замедляется. При охлаждении смесь, соответственно, сжимается, что позволяет ускорить реакцию. Таким образом, ториевый реактор не требует наличия сложной системы управления, как на традиционных АЭС.

Проект позволяет организовать непрерывный вывод продуктов деления из зоны реакции и подпитку его свежим топливом. Это означает, что расплав с повышенным содержанием продуктов деления тория можно перекачать в отстойник, где будет происходить преобразование исходного материала в уран-233, который можно будет химическим путем отделить от непрореагировавшего тория и использовать в качестве ядерного топлива во второй активной зоне реактора. Впрочем, есть проекты, предусматривающие только одну активную зону с использованием в качестве ядерного топлива сначала тория, а потом - урано-ториевой смеси.

В ториевом реакторе весьма интересно решена проблема безопасности. Под корпусом реактора планируется установить бак, заткнутый “пробкой” из той же смеси фторидов, поддерживаемых в твердом состоянии благодаря непрерывному охлаждению. В случае отключения электроэнергии, как при аварии на “Фукусиме”, охлаждение прекращается, “пробка” расплавляется, и смесь стекает в бак, где ядерная реакция прекращается из-за отсутствия источника нейтронов, а расплав остывает.

Важным преимуществом реактора LFTR является возможность создания установок небольшой мощности - вплоть до единиц мегаватт. По мнению эксперта канадской компании Accelerating Future Майкла Анисимова, такие небольшие реакторы, размещенные под землей, можно использовать в качестве “городских” или “районных” электростанций, способных работать годами при минимальном присмотре.

По оценкам М.Анисимова, стоимость 1-мегаваттного реактора составит около $250 тыс, а для его работы будет достаточно всего 20 кг тория в год. Компания, установившая такой реактор, могла бы один раз в несколько лет проводить его обслуживание, выгружая использованное топливо и загружая новое.

В конце января 2011 г., всего за полтора месяца до катастрофического землетрясения в Японии, в Китае объявлено о запуске новой программы по созданию ториевой ядерной энергетики. Исследования будут проводиться под эгидой национальной Академии наук. Через пять лет планируется создание рабочего прототипа, который мог бы генерировать энергию стоимостью не более 6.8 центов за 1 кВтч, а к 2030 г. предполагается создание первой действующей ториевой АЭС.

О необходимости ускорить исследования в области ториевой энергетики в прошлом году было объявлено и в Индии. А после аварии на “Фукусиме” о тории заговорили и многие другие отраслевые специалисты.

Пробуждение интереса к торию объясняется несколькими причинами. Во-первых, ториевые реакторы типа LFTR (похоже, эта технология пока считается наиболее перспективной) значительно безопаснее, чем традиционные урановые. Им не угрожают разрывы трубопроводов высокого давления охлаждающих систем из-за отсутствия таковых. В них можно полностью избежать использования воды, которая может разложиться на кислород и взрывоопасный водород. Они дают меньше радиоактивных отходов. Наконец, ториевый реактор, в отличие от уранового, не может “пойти в разнос”.

Во-вторых, тория в мире гораздо больше, чем урана. Именно опасность исчерпания резервов последнего является одним из весомых стимулов для развития ториевой энергетики в Китае и Индии, где в ближайшие четверть века планируется построить по несколько десятков ядерных реакторов.

В-третьих, потенциально использование тория может дать миру дешевую энергию. По расчетам М.Анисимова, стоимость энергии, генерируемой небольшими ториевыми реакторами, может составлять менее 1 цента за 1 кВтч - меньше, чем на любом другом энергоблоке.

Конечно, прежде чем строить ториевые реакторы, нужно решить массу проблем, начиная с создания целой отрасли по добыче тория и получения концентрированного оксида или чистого металла и заканчивая ураном-232 с его радиоактивными продуктами деления. Особые требования предъявляются и к корпусам, и трубопроводам, которые должны выдерживать температуру в сотни градусов и корродирующее действие раскаленного расплава солей при непрерывной работе на протяжении нескольких лет.

Впрочем, по мнению экспертов, все эти проблемы решаемы - при создании современных урановых АЭС пришлось преодолеть не меньше технических препятствий. Главное, чтобы кто-то решился выделить средства на исследования и реализацию опытных проектов.

Пока ториевая ядерная энергетика остается в мире редкой экзотикой. По состоянию на сегодня, только Китай и Индия намерены проводить исследования в этой области, и первых практических результатов, очевидно, следует ожидать не скоро. Тем не менее, в долгосрочной перспективе использование тория представляется весьма многообещающим.

В СССР исследования в области ториевой атомной энергии проводились в Курчатовском институте. Продолжались они даже в 90-е годы. Более того, российским ученым принадлежит базовый патент на способ управления ториевым реактором и тепловыделяющую сборку для его осуществления. Однако его срок истекает в 2013 г., а никаких практических шагов в этой области так и не было сделано и не предвидится в обозримом будущем. Тем не менее, Россия входит в первую мировую десятку по запасам тория, а в начале 50-х была налажена даже его промышленная добыча. Технологии по получению металлического тория и его соединений не утрачены до сих пор.

Для Украины с ее сократившимся за последние 20 лет научным потенциалом исследования в области ториевой энергетики в настоящее время вряд ли возможны. Тем не менее, база для этого есть. К тому же Украина располагает месторождением монацитовых песков (монацит - самый распространенный минерал тория, содержащий до 10% металла) - титано-циркониевые россыпи на юге Донецкой области.

Даже после “Фукусимы” человечество вряд ли откажется от ядерной энергии. Но использование тория в перспективе может сделать ее более дешевой и безопасной.

К посту на СЛ - http://сайт/blog/news/241694.php

- Почему собака чешет себе яйца? Потому что может!
- Почему Россия продаёт нефть? Потому что может!
- Почему нельзя спать на потолке? Неудобно. Одеяло сползает.
Классическая фраза «железного канцлера» Отто фон Бисмарка, данное им «Петербургской газете», издававшейся в Санкт-Петербурге на немецком языке, гласит следующее: «Политика есть учение о возможном».

Впоследствии «учение» заменили на «искусство», но смысл фразы не поменялся - политика имеет дело только с реальностью, с достижимыми целями, а всё то, что лежит за гранью возможного (реального), - это не политика, это благие пожелания, пустые декларации, фата-моргана и бесполезная трата времени.

Я стараюсь в своём журнале не писать о политике в её чистом, незамутнённом виде. Броуновское движение политических партий столь же осмысленно, как и поведение молекул идеального газа. Все они куда-то спешат и преисполнены своей важности. По факту же мы всегда можем измерять температуру и давление в колбе и всё рассказать о бесконечно сложной судьбе всех молекул этого газа.

Ведь экономика и наука - есть вещи, гораздо более детерминированные, нежели эфемерная и непостоянная политика. И да, экономика и наука - это тоже искусство возможного.
В науке есть вещи, невозможные по определению, такие как «вакуумная акустика», в экономике тоже есть "невозможная троица ", однако, на деле, границы возможного и в науке, и в экономике гораздо уже, нежели оксюмороны, невозможность которых интуитивно понятна всем и каждому.

Засим, у нас воспоследует первая КДПВ (картинка для привлечения внимания):

Девушка, монацитовый песок, солнечный ожог. Холст, масло, неизвестный автор.

Начнём наш рассказ с разговора о нашем старом знакомом - суперстабильном, дважды ордена Ленина дважды чётном, радиоактивном изотопе тория 232Th.
Разговор о тории, как и в случае урана, лучше начать с его получения из неживой природы - то есть с повествования о его добыче.

В небольших количествах торий присутствует во всех горных породах (например, в граните), в грунтах и в почвах. Торий концентрируется в природе в нескольких минералах, в основном - в монаците - смешанном фосфате редкоземельных элементов (в основном – церия) и тория (до 12% ThО2).
В жизни монацит выглядит, как блестящий мелкий чёрный «песочек», и товарищи отдыхающие часто даже не понимают, что отдыхая где-нибудь на бразильской Копакабане, они, кроме яркого солнышка сверху, одновременно получают и живительную альфу, бету и гамму радиацию непосредственно снизу, прямо из весёлого песочка пляжа. Вот так - загорал на спине, а жопа почему-то тоже сгорела.
Именно по данному минералу оцениваются промышленные, рентабельные к отработке запасы тория в той или иной стране. Монацит в довольно больших прибрежных отложениях найден в Индии и в Южной Америке (привет, Бразилия!)

В силу вышеизложенного момента сам торий обычно не добывается. Его в качестве побочного продукта 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 месторождениями редких земель.

Монацит – минерал прочный, устойчивый против выветривания. При выветривании горных пород, особенно интенсивном как раз в тропической и субтропической зонах, когда почти все другие минералы разрушаются и растворяются водой, монацит не изменяется.
Ручьи и реки уносят его к морю вместе с другими устойчивыми минералами – цирконом, кварцем и минералами титана. Волны морей и океанов довершают работу по разрушению и сортировке минералов, накопившихся в прибрежной зоне. Под их влиянием происходит концентрирование тяжелых минералов, отчего пески морских пляжей, рядом с которыми с континента вытекали реки, выносившие монацит и другие минералы, приобретают темную окраску.
Так на пляжах формируются монацитовые россыпи – «чёрные пески» на картинке сверху.
Индийские монациты содержат в среднем 9,9% ThО2, бразильские - всего 6,8%.
Наиболее крупные месторождения этого типа находятся на южном и восточном побережьях Индии (штаты Керала, Мадрас, Андхра-Прадеш, Орисса) и на восточном берегу Бразилии (штаты Минас-Жераис, Баия, Эспирпту-Санту, Рио-де-Жанейро).
В песке пляжа содержание самого монацита в индийских россыпях варьирует от 0,5 до 2,0%, в бразильских, более богатых - от 2,0 до 5,0%, но кое-где попадаются участки практически сплошного «чёрного пляжа».

Единственным же в мире коренным месторождением ториевых руд, имеющим промышленное значение, на котором торий сумел таки обмануть свою природу и собраться в рудные жилы в сколь-либо пристойном количестве, является жильное месторождение Стинкасмкрааль в ЮАР.

Есть свои собственные «чёрного пляжи» и на территории бывшего СССР. Причём - в самой что ни на есть курортной зоне. На побережье Азовского моря - начиная от Бердянска и заканчивая Таганрогом. Каждый год тысячи отдыхающих в буквальном смысле «едут на юг за свежей дозой». Ну и детишек везут оздоравливать. Так что - очередной фактик Вам в копилочку концепции «мирного атома, который в каждый дом».

Не буду голословным - благо по некоторым монацитовым песочкам под Бердянском я походил буквально своими ногами. Активность «чёрных пляжей» составляет: Таганрог - 9 938 мкР/ч , Мариуполь - 2 236 мкР/ч , Бердянск - 1 908 мкР/ч . Радиационный фон в районе 4-го энергоблока ЧАЭС, если что, можно посмотреть .
Сейчас на промплощадке ЧАЭС 68 мкР/ч . Фонит не по-детски. Ловите последние тёплые деньки уходящего сезона на Азове!

Возможно кто-нибудь, когда-нибудь и будет добывать эти пески, хотя бы для того, чтобы не облучать отдыхающих. Но добывать их будут скорее из-за ферротитана, циркона или рутила, а не для извлечения тория. Почему - расскажу чуть ниже.

Вторая КДПВ:

В этих ящиках сосредоточено 6000 тонн тория. Определите страну по фотографии.

Полномасштабная геологическая разведка ториевых руд была начата в СССР после окончания Второй Мировой войны, в рамках проекта создания ядерного оружия.

В августе 1946 Лаврений Берия направляет Иосифу Сталину письмо с представлением на утверждение проекта постановления Совета Министров СССР об организации в Министерстве цветной металлургии Второго главного управления. Задачей этого управления было руководство предприятиями по добыче ториевых руд, получению окиси тория и металлического тория для наработки 233U в специальных ядерных реакторах. Постановление было утверждено 13 августа 1946 года. В 1949 на месторождении монацитовых песков (запасы тория более 1000 тонн) в Алданском районе Якутской АССР была начата промышленная добыча тория.

Однако, уже к середине 1950-х годов быстрая наработка плутония позволила СССР отказаться от более затратного в добыче и более капризного в дальнейшем превращении в изотоп урана 233U тория.
Торий был отставлен в сторону, но, как и всегда у этих «запасливых русских», был аккуратно сложен в Красноуфимске, на складах, сейчас принадлежащих государственной компании «Урал-монацит»., тогда входившего в предприятие со скромной вывеской «Средне-Уральский машиностроительный завод».

Вот так выглядит ториевый склад снаружи. Заботливые люди подпёрли падающие стены.
Экономика - искусство возможного.

Сейчас на складах предприятия хранится 82 653 тонны монацитового концентрата. Монацитовый песок был аккуратно собран на месторождениях России, Монголии, Китая и Вьетнама. Кроме того, огромные запасы тория в качестве военного трофея были вывезены из гитлеровской Германии. Немцы экспериментировали с торием, рассматривая его в качестве потенциального компонента для создания ядерного оружия. Советская армия конфисковала ториевый монацит у гитлеровской Германии и вывезла в СССР. Сейчас он также находится в красноуфимских складах.

В среднем, монацит, хранящийся на этих складах, имеет следующий состав: сумма редкоземельных оксидов Ln2О3 - 54%, оксид фосфора P2О5 - 22,2%, оксид тория ThО2 - 7,8% , оксид урана U3О8 - 0,6%, оксид циркония ZrО2 - 3,0%, оксид титана TiО2 - 2,2%.

То есть, около 6 000 тонн тория уже находится буквально «на складе» в полностью готовом к дальнейшей переработке виде.

Монацитовый песок находится в деревянных ящиках (1 620 000 штук!), складированных в деревянных складах. Именно эти ящики и это здание приведены на фотографиях выше.
К началу XXI века и тара, и склады сильно разрушились, что создало радиационную опасность для населения.
В 2002 принято решение о строительстве завода по переработке монацита с целью улучшения экологической обстановки в этом районе. Однако из-за протестов, это решение было отменено.

В настоящее время над старыми складами строят металлические ангары.

Новая страна, новая экономика, новые границы возможного.

В начале 2000-х годов в Красноуфимске предполагалось строительство на территории складов небольшой фабрики по переносу монацитового концентрата в новую герметичную тару. Тогда концентрат можно было бы хранить ещё сто лет, вплоть до появления потребности в тории. Однако и вопрос строительства такой фабрики был торпедирован усилиями местных «зелёных» и подогреваемой слухами о «жутких опасностях тория» общественностью.

Поэтому в 2010 году было принято другое решение - ОАО «Уральский электрохимический комбинат» станет головным предприятием в «кластере производства редкоземельных металлов», который создается в Свердловской области. Об этом журналистам сообщил министр промышленности и науки Свердловской области Александр Петров. По его словам, накануне подписано соглашение между правительством региона и Ростатом по переработке монацитового концентрата, который находится в Красноуфимске. А 25 ноября будет подготовлен план мероприятий реализации проекта. «В состав кластера мы привлекаем предприятия, производящие электродвигатели, различную приводную технику, топливные элементы и накопители энергии. Также проявили интерес металлурги, в частности, ОАО УК «Росспецсплав», так как редкоземельные металлы являются основой для получения спецсплавов и спецсталей» - сообщил Александр Петров.
В общем, ничего с переработкой монацита не заржавело и процесс, как говорится, пошёл .

Поэтому, скоро красноуфимцы смогут избавится от опасного соседства с торием.
Ведь как пишут : «внутри «саркофагов» уровень излучения зашкаливает: стены старых деревянных хранилищ рассыпались, мешки порвались, ящики развалились от старости. Монацитовый концентрат лежит на поверхности: дозиметр пищит и показывает отметку в 3 500 мкР/час.»

Красноуфимцы! Надо ехать на Азов. Там под Таганрогом на диких пляжах веселее, чем у вас в неусыпно охраняемых и контролируемых складах.

Азовское море - суровый песок!

Хорошо, скажут внимательные читатели. А почему идут такие непонятные пляски вокруг тория? Что мешает взять - и разом освоить хотя бы 80 000 тонн монацитового песка в Красноуфимске? Ведь там уже всё, как в старой песне «взорвано, уложено, сколото». «Чёрное золото» монацита лежит и буквально просит - переработайте меня!

Всё дело в том, что торий - это Неуловимый Джо ядерной энергетики. Его никто не хочет ловить. И, если в период «ядерной гонки» разные страны ещё вели эксперименты с торием и с получаемым из него233U, то теперь торий просто лежит - и ждёт своего часа. Просто он пока невыгоден - ни в добыче, ни в извлечении, ни в наработке из него делящегося материала. 238U удобнее добывать, удобнее нарабатывать из него плутоний. Да, наука говорит, что ториевая энергетика возможна и, более того энергетически даже выгодна. Но - ториевая энергетика практически по всем статьям проигрывает ураново-плутониевой. Поэтому младшая сестрёнка науки - экономика, ненавязчиво говорит нам: подождите со своим торием, разберитесь с ураном в конце-то концов.

Вы хотите цифр? Их есть у меня.

Мировое производство тория в период 1978-2010 годов составило примерно 150-200 тонн ThО2 в год.
В 2000-м году мировое производство монацитового концентрата для извлечения всех металлов, содержащихся в нём, составляло около 12 000 тонн в год.
Торий, который в монаците, как мы помним, составляет не много, ни мало, а 6-12% по массе, исходя из уровня производства монацитового концентрата в мире и реальной мировой потребности в тории - в большей степени отправлялся в отвалы .

Мировая потребность в тории на современном этапе достаточно низкая, во всем мире в 2000 году его потребление составило 200 тонн, и то - при производстве специальных сплавов. К середине 1990-х годов рыночная продажа монацитового концентрата практически прекратилась - ввиду отсутствия спроса на него. Весь добываемый монацитовый концентрат перерабатывается в мире теми же компаниями, которые его и извлекают из недр - причём, как вы поняли не с целью извлечения тория, а для получения оксидов постоянно сопутствующих ему редкоземельных минералов.

В 1997 году базисная цена на оксид тория составляла 65.55$ за килограмм, 82.50$ за 99.9% чистоту и 107.25$ за килограмм металлического тория 99.99% чистоты . Налетай - подешевело?

Состояние же редкоземельной промышленности России показывает ещё более жёсткий экономический подход к добыче тория и редкоземельных металлов. Экономика - это искусство возможного и в экономике каждый процент имеет значение. Особенно - если это процент содержания минерала в породе, а не банковский процент по невозвратному потребительскому кредиту. С физической экономикой шутки плохи, она хоть и младшая сестра науки, но с идиотами в кино не ходит.

Рассеянный торий в России, как и везде в мире, основном концентрируется там же, где и редкоземельные минералы. По количеству запасов РЗЭ Россия занимает второе место в мире после Китая. Причём речь идёт именно о месторождениях, то есть о геологических структурах, рентабельных к освоению.
Более 68% этих объектов находится в Мурманской области, кроме того они разведаны в Республике Саха (Якутия) и в Иркутской области.

Содержание редкоземельных элементов в рудах большинства российских месторождений значительно ниж е, чем китайских: на разрабатываемых месторождениях Китая средние содержания оксидов редкоземельных металлов в рудах достигают 5% , в российских объектах – редко превышают 1% .
Основная часть балансовых запасов редкоземельных металлов (и тория!) России (почти 82%) связана с апатитовыми рудами , причём 70% запасов заключено в апатит-нефелиновых рудах Хибинской группы месторождений в Мурманской области.
Среднее содержание суммы оксидов редкоземельной группы здесь не превышает 0,4% . Многие из этих месторождений активно разрабатываются, однако при применяемой сегодня технологии из руд извлекается только фосфор и в небольших количествах - титан; редкоземельные же элементы, а тем более - торий, остаются в материале складируемых отвалов обогатительных фабрик.

Когда-нибудь настанет время извлечь и РЗМ, и торий из этих отвалов. Его там, мягко говоря, дохрена и больше.

В природных водах содержится особенно мало тория: в пресной воде 2 на 10 в минус 9 степени % , в морской воде 1 на 10 в минус 9 степени % . То есть - в море у нас 1 атом тория на сто миллиардов других атомов, а пресной воде таких атомов - аж вдвое больше. Та же фигня у нас и с другими редкоземельными металлами.

Поэтому, если Вы читаете, что «японцы налаживают производство РЗМ из морской воды», то знайте - вас дурят. Причём - самым наглым образом. Легче наладить такое производство в пресном водоёме. В два раза легче.
А на отвалах апатитов такое производство наладить в сто миллионов раз легче.
А вот «доедят» китайцы последние богатые месторождения РЗМ во Внутренней Монголии - будет праздник редкоземелья и на нашей улице.

Вот ведь они, лежат, апатитовые отвалы, природу своим непотребным видом портят. Бери - не хочу, вас ещё и экологи в попу поцелуют поддержат:

Хотите тория? Да вот же он!

Вот такие пирожки с торием.

А господина Острецова с его энергией-то - надо послать на красноуфимские склады. Осваивать торий.
Там тория целых 6000 тонн - хватит на постройку любого исследовательского реактора, ещё и на ускорители разные останется. И содержание там не 0,4% по сумме оксидов, как в апатитовых отвалах, не две миллиардных доли процента, как в пресной воде, а целых 7,8% только по торию!
Бери, пользуйся, твори, пробуй.

Ведь наука - это искусство возможного. Сможет непризнанный гений доказать свои идеи - честь ему и хвала.
Самое главное при этом - лишь не впасть в ересь вакуумной акустики.
Поскольку есть вещи, невозможные по определению.

И в экономике этих вещей, к сожалению, гораздо больше, чем в науке.