????? (Thorium)

1
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• ????? (Thorium)
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2
?????
Introduction

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3
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• ??? ???? ???? Monazite
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  ...
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  ?? ????????
• 26 ???????
• ??? ??? ????? ???.
• 232Th
• T1/2 1.41010 y
• Thermal-n-Cross-sec 7.37 b
• Decay mode/Energy alpha/4.081 MeV
• ??? ???? ??????? ????? ?? ?????
• ?? ???? ????? ?? ????? ?????

4
????????
?Applications

• ??????? ?????? ?? ????? ???? ??

5
????????
Applications

• ???????? ?? ???? ?? ?????
• 238Un-----?239U-----?239Np-----?239Pu
• ????????? ??? ???? ??
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• ????? ????? ? ???????? ?? ??? ??? ????
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• ?? ???? ???? ??? ???? ???? ???? ??? ??? ???
  (Ceramic)

23 Min
2.3 day
6
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Biological Action

• ????? ????? ?????
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• 232Th-----?208Pb
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• ???? ? ??? ???????
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7
????? ???? ?? ? ?????Nuclear Energy Thorium

• ????? ???? ?? ???? ?????? (Th-based fuel) ??
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• ???? ????? ????????? ? ??????? ??? ???? ?? ??

8
?????? ???? ??????Benefits

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• ??????? ???? ??? ? ?????? ?????????? ??? ??
• low radioxicity waste
• ??? ???? ??? ?????? ?????? 232Th ???? ??
  ?????238U
• ????? ?? ????? ???? ????? ???? ???? ?????????
  ?????? ???? ?? ????????
• ???????? ?? ????? ???? ????? ???? ???? ?????????
  ???? ???? ?? ?????

9
?????? ???? ??????Benefits

• ???? 238U---239Pu ??? ?? ????????? ????? ??? ????
  232Th---233U ?? ????????? ????? ??? ?????? ?
  ??????
• ?????? ???? ???? ?????? ?? ???? ??????
• ???????? ?????? ????? ThO2 ?? UO2
• ???? ?????? ?????? ?????? ThO2 ???? ?? UO2
• ??????? ??????? ????? ThO2 ?? ????? ???????
  ?????????? ???? ?? UO2
• ????? ???? ???? ?? ???? ???? ??? ??????
• ThO2 ???? ?? UO2 ???? ????? ?? ??? ? ???? ????
  ????? ???

10
?????? ???? ??????Benefits

• ???? ?????? ??? ?? ?????? ???? ???? ??? ????
  ?????????
• ????????? ?? ??? ???? ???? ?? ???(???? ???? ???
  ???? ??).
• ??? ????? ????????? ?? ???? 232Th---233U
• ????? ???? ?????????? Np? Am? Cm(Minor Actinides)
  ?? ???? 232Th---233U ???? ?? 238U---239Pu

11
????? ???? ??????Challenges

• ???? ??????? ( ??????? ?? ???????? ????? ??? ???)
• ???? ???? ???? ??? ThO2
• ??? ??? ????? ThO2 ?? ????? ????
• ???? ???? ThO2 ???? ?? UO2 ? ?? ????? ?? ???? ??
  ???? ??????
• ???? ?? ?? HF ????? ???
• ?????? ???? ??? ???? ?? ???
• ?? ????? ???? ?????? ????????? ?? ????? ?? ?? ???.

12
????? ???? ??????Challenges

• ????? ?? 233U ?? ???? ?????? ????? ????? ??? ??
  ???? ????
• 232Th------?231Th---?231Pa232U
• ????? ??? refabrication ? recycling ????? ?? ???
  232U ? ?????? ?? ????? 208Tl ? ???? ???? ?? ????
• ????? ????? ?? ????? 233U ?? 232Th
  233Pa
• ????? ????? ?? ???? 238U239Pu
  239Np
• 233Pa ---? T1/227 days
• 239Np ---?T1/22.35days
• ??? ????? ????? ??? ??? ????? ?? ???? ??????
  (????? ?? ??? ?????)

n,2n
13
????? ???? ??????Challenges

• ????? ???????? ? ????? ??? ?? ???? ???? ?????? ??
  ?????? ?? ???????? ????? ????? ??? ? ???? ??? ??
  ??????? ???? ?? ??? ???? ??? ????? ?? ?????? ????
  ???? ????.

14
?????????? ?? ?? ?????? ????? ????????

• ???? ????? ( 232Th233U ) ???? ??????? ?? ????
  ????????? ???? ? ?????? ????? ?? ???? LWR? PHWR?
  HTGR? MSBR ? LMFBR
• ???? ???? ???? ??????? ???? ?? ????? ??? ???????
  ????? ?... ? ???? ???? ?? ??? ????? ??????
• ?????? ???? ?????? ??????? ????? ?????? ???? ?
  ?????? ?????? ??? ??????????.

15
????? Thorium
Fueled Reactors

• HTGR (Helium Gas-Cooled Reactor)
• ???? ????? ???
• Uranium and
• Thorium Carbide
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• ?????? ??? ????? ?
• ????? ??? ?????
• ???????? ??? ??? ?????? ???? ??????? ?? ????
  ??????
• ???? ?? ????? ??????? ??? ?? ????
• ???? ???? ?????? ???? ?? ????? ????? ?? ?? ???
  ??????? ?? ????
• ?????? ????? ???? ?? ????? ???

Coated fuel particle
16
????? Thorium
Fueled Reactors

• Water Cooled Reactors
• ?? ????? ??? ??? ???? ?????
• ?? ???? ??? Zircaloy
• ?? ThO2 ? (Th,U)O2
• ?????? ?????? ?? ??? (LWBR) ?????? ????? ?? ????
  MW(e)60? ???????? ?????? ?? ???? ?????? ???? ????
  ???? ???? ?????? (Breeding ratiogt1)

Goodbye plutonium? The outer layer of Thorium
Power's fuel pack contains uranium, thorium, and
other metals. The inner layer contains higly
toxic plutonium.
17
????????? ???? ?? ?? ?? ??? ???? ?? ????? ???????
?? ????Thorium Utilization in different
experimental and power reactors
18
????????? ???? ?? ?? ?? ??? ???? ?? ????? ???????
?? ????Thorium Utilization in different
experimental and power reactors
19
????? ? ????? RD

• ?? ??? ???? ??????? ????? ???? ??????? ?? ????
  ???? ???? ??????? ????? ?? ???? ???? ?????
  ???????? ?? ????? ???.
• ????? ??? ?????? ????? ???? ?? ??? ?? ??? ?????
  ?????? ?????? ?? ?? ???? ???? ???.

20
?????
References

• Thorium fuel cycle Potential benefits and
  challenges-------International Atomic Energy
  Agency-May 2005.
• Uranium Industry Annual 1996--Energy Information
  Administration Office of Coal, Nuclear, Electric
  and Alternate Fuels--U.S. Department of
  Energy--Washington, DC 20585-April 1997.
• http//nautilus.fis.uc.pt/st2.5/ ----- This is an
  Internet Periodic Table.