Однако оценивать любой обогащенный уран (и реакторный, и, тем более, оружейный) уже приходится с учетом «активности клопа». То есть, если природный или, тем более, обедненный уран, при ярком желании и малом уме, можно даже положить себе на денек в трусы и вывезти за рубеж, то делать такие фокусы с оружейным ураном уже категорически не стоит.
В общем, у толстого парня на верхней фотографии (238U) не только жуткие семейные трусы и шлепки, так он еще и клопов (234U) нам в ядерное топливо заносит. А куда же без них? Без этого парня и его нательных членистоногих наша девушка «ядерная спичка» (235U) нигде не ходит.
Кроме того, что «клоп» не по-детски фонит, других неприятных особенностей у него нет – в обычном современном энергетическом реакторе, под «живительным потоком тепловых нейтронов» изотоп 234U потихоньку превращается в свою старшую сестру – 235U. Поэтому для целей получения энергии его считают «в общий зачет» с 235U.
Однако на превращение 234U в 235U все-таки приходится тратить один лишний нейтрон, а учитывая, что девушка-«ядерная спичка» (235U) при делении нам выдает эти нейтроны скупо и под четкий счет (обычно 2–3 нейтрона на деление), то тратить один из них на «конвертацию» клопа обидно, но приходится.
Разобравшись с ураном, перейдем к торию. Здесь наблюдаемая картинка гораздо проще, чем у урана. Природный торий представлен лишь одним квазистабильным изотопом – 232Th, который, как и основной изотоп урана – 238U, имеет период полураспада, исчисляемый миллиардами лет. Если быть точным, то у 238U это 4,47 млрд лет, а у 232Th – 14,05 млрд лет, то есть торий будет на нашей планете, когда уже никакого урана и в помине не останется.
Так что «ториевый цикл» – это, безусловно, наше будущее и будущее любого другого вида, который, возможно, при нашей глупости, когда-нибудь, через 500 миллионов лет, будет изучать черепа этих смешных и туповатых Homo sapiens.
Самое главное – не забывать, что без девушки-«ядерной спички», то есть без 235U, ни природный уран, ни природный торий гореть не хотят.
При этом, если 238U все-таки можно при определенных условиях (а именно в сильном потоке быстрых нейтронов) заставить разделиться, что успешно используется в термоядерном оружии, реакторах на быстрых нейтронах (действующих сейчас – 1 штука, в России, БН-600, Белоярская АЭС) и, в очень небольшой степени, в реакторах на тепловых нейтронах (коих сейчас в мире – подавляющее большинство), то с 232Th такие фокусы уже не проходят.
Изотоп 232Th – это так называемый «четно-четный» изотоп, что, кстати, и задает его феноменальную устойчивость. Такие изотопы вообще невозможно разбить на осколки за счет нейтронов, полученных в реакторах. Для вовлечения в топливный цикл прямого деления их надо облучать специальными нейтронами, полученными в ускорителях. А там, как вы понимаете, сразу встанет вопрос с проклятым EROI. Впрочем, идеи, откуда брать «халявные» нейтроны, еще будут. А пока все, чего можно от 232Th добиться, – это «скормить» ему один тепловой нейтрон.
В результате короткой цепочки превращений после этого 232Th мутирует в 233U, который хоть и имеет период полураспада всего в 159 тысяч лет, но уже может служить ядерным топливом. Ну и по понятным причинам (короткое время жизни изотопа, даже короче, чем у 234U) полученный изотоп фонит еще больше нашего первого «клопа» – 234U. Плюс, как вы понимаете, работать с 233U гораздо менее приятно, чем с 235U, который распадается целых 700 миллионов лет.
Кроме того, промежуточный изотоп для наработки изотопа 233U из начального тория – протоактиний 233Pa – имеет достаточно длительное время полураспада (27 суток), и поскольку он по-прежнему находится в активной зоне реактора-наработчика, то вполне успевает нахвататься нейтронов по самое не балуй. В итоге получается не 233U, а 234U, и опять возникает вопрос, что 234U, не делится, а хочет от нас еще один нейтрон на превращение в девушку «ядерную спичку».
С точки зрения переработки топлива с целью извлечения накопленных «ништяков» ториевый цикл также обладает некоторыми недостатками по сравнению с урановым. В процессе выгорания в топливе накапливается изотоп 232U, в цепочке распада которого в свинец присутствуют изотопы, фонящие гамма-квантами за счет своего собственного распада. Это висмут210Bi (с энергией кванта 1,6 Мэв), полоний 212Po (с энергией 2,6 Мэв) и особенно неприятный изотоп таллия 208Tl (энергия γ-частиц 2,6 МэВ).
