釷在核能中的長期潛力：原子能機構的分析

釷是一種銀色、略帶放射性的金屬，通常存在于火成巖和重礦砂中。它是以北歐神話中的雷神托爾命名的。在自然界中，它比鈾含量上高出三至四倍，但在歷史上很少用于工業或發電。這部分地是因為釷本身不是一種核燃料，但它可以用來創造核燃料。作為唯一天然存在的釷同位素，釷-232是一種可裂變材料，而不是易裂變材料，這意味著它需要高能中子進行裂變——原子核分裂，釋放出用于發電的能量。然而，當受到輻照時，釷-232會發生一系列的核反應，最終形成鈾-233這種可作為燃料在核反應堆燃燒的易裂變材料。?

與傳統的核燃料鈾-235相比，釷擁有若干優勢。釷作為水冷堆或熔鹽堆燃料能產生比它所消耗的更多的易裂變材料（鈾-233）。據估計，地球上層地殼平均含有?10.5ppm的釷，而鈾的含量約為3ppm。原子能機構核燃料循環設施專家Kailash Agarwal說,“由于釷的豐富性及其易裂變材料增殖能力，它有可能為人類的能源需求提供一個長期解決方案”。另一個優勢是，釷燃料反應堆可能比鈾燃料反應堆更加環保。除了這些釷反應堆以及核電一般在運行中不排放溫室氣體之外，它們還比現在的鈾燃料反應堆產生更少的長壽命核廢物。?

然而，存在著一些使釷的部署具有挑戰性的經濟和技術障礙。盡管這種金屬很豐富，但目前提取的成本很高。??

原子能機構鈾資源專家Mark Mihalasky說，“作為稀土元素的一個主要來源的獨居石礦也是釷的一個主要來源。如果不是目前對稀土元素的需求，就不會單單為了釷含量而開采獨居石。釷是一種副產品，提取釷需要的方法比提取鈾的成本要高。因此，就目前情況而言，能夠以具有成本效益的方式從地下挖出的釷的數量并不像鈾那樣多。然而，如果對釷及其在核能中的應用有更高的需求，這種情況可能會改變。”?

同樣昂貴的是釷動力核裝置的研究、開發和測試，因為缺乏關于釷的重要經驗，而鈾在核能中具有歷史優勢地位。原子能機構燃料工程和燃料循環設施技術負責人Anzhelika Khaperskaia說，“釷的另一個障礙是它可能難以處理。”作為一種能增殖但非易裂變材料，釷需要一個激勵物，如鈾或钚，來觸發和維持鏈式反應。?

原子能機構的一位科長Clément Hill總結說，“為了滿足日益增長的能源需求和實現全球氣候目標，世界正在尋找可持續和可靠的替代能源技術。釷可能成為其中之一。我們將繼續進行研究，為那些有志于釷工作者提供可信和基于科學的成果。”?

原子能機構的一本新出版物《釷基核能部署的近期和有發展前景的長遠方案》全面總結了一個為期四年的原子能機構協調研究項目的成果，該項目側重于發展釷基核能的可能性。該出版物審視了使用釷作為燃料的好處和挑戰，并分析了其在從最常部署的水冷堆到熔鹽堆等不同類型反應堆中的應用。??

該出版物的作者之一Agarwal說，“許多國家認為釷既是可行又是非常有吸引力的發電和滿足其日益增長的能源需求的方案，我們的研究項目有助于在國家實驗室和研究機構之間分享使用釷的寶貴知識和經驗，最終產生了這本出版物。”?