Thorium isotop 232. Thorium som kur mot kjernefysisk pest

Hva skjer hvis vi sier at de overskytende utslippene av skadelige stoffer som følge av forbrenning av bensin eller konvensjonell diesel kan løses ved hjelp av en atommotor? Vil dette imponere deg? Hvis ikke, trenger du ikke engang å begynne å lese dette materialet, men for de som er interessert i dette emnet, er du velkommen, fordi vi vil snakke om en atommotor for en bil som kjører på thorium-232 isotopen.

Overraskende nok er det thorium-232 som har den lengste halveringstiden blant thoriumisotoper og er også den vanligste. Etter å ha reflektert over dette faktum, kunngjorde forskere fra det amerikanske selskapet Laser Power Systems muligheten for å konstruere en motor som bruker thorium som drivstoff og samtidig er et absolutt realistisk prosjekt for i dag.

Det har lenge vært fastslått at thorium, når det brukes som drivstoff, har en sterk posisjon og frigjør en kolossal mengde energi når den "arbeider". Ifølge forskere vil bare 8 gram thorium-232 tillate motoren å fungere i 100 år, og 1 gram vil produsere mer energi enn 28 tusen liter bensin. Enig, dette kan ikke annet enn å imponere.

Ifølge Laser Power Systems administrerende direktør Charles Stevens, har teamet allerede begynt eksperimenter med små mengder thorium, men det umiddelbare målet er å lage laseren som er nødvendig for prosessen. For å beskrive driftsprinsippet til en slik motor, kan vi sitere eksempelet på driften av et klassisk kraftverk. Så, i henhold til forskernes planer, vil laseren varme opp en beholder med vann, og den resulterende dampen vil bli brukt til å drive miniturbiner.

Uansett hvor banebrytende uttalelsen til LPS-spesialister kan virke, er ikke selve ideen om å bruke en kjernefysisk thoriummotor ny. I 2009 viste Lauren Kuleusus verdenssamfunnet sin visjon om fremtiden og demonstrerte Cadillac World Thorium Fuel Concept Car. Og til tross for dets futuristiske utseende, var hovedforskjellen til konseptbilen tilstedeværelsen av en energikilde for autonom drift, som brukte thorium som drivstoff.

«Forskere må finne en billigere energikilde sammenlignet med kull, med lave eller ingen karbondioksidutslipp under forbrenning. Ellers vil denne ideen ikke kunne utvikles i det hele tatt." - Robert Hargrave, en ekspert i studiet av egenskapene til thorium

For øyeblikket konsentrerer spesialistene i Laser Power Systems sin innsats for å lage en seriemodell av motoren for masseproduksjon. Et av de viktigste spørsmålene forsvinner imidlertid ikke, hvordan land og selskaper som driver lobbyvirksomhet for «olje»-interesser vil reagere på en slik innovasjon. Bare tiden vil vise svaret.

Interessant:

Naturreservene av thorium overstiger uranreservene med 3-4 ganger
Eksperter kaller thorium, og spesielt thorium-232, "fremtidens kjernebrensel"

1 gram per 28.000 liter. Dette er forholdet mellom drivstofforbruket i bilmotorer hvis du erstatter det vanlige drivstoffet med thorium.

Vi snakker om den 232. isotopen. Den har den lengste halveringstiden. 8 gram thorium er nok til å holde en motor i gang kontinuerlig i 100 år.

Reservene av nytt drivstoff er 3 ganger større enn i jordskorpen. Laser Power Systems-spesialister har allerede begynt å utvikle en ny motor.

Amerikansk selskap. Driften av motoren vil ligne syklusen til et standard kraftverk. Fangsten var utviklingen av en passende laser.

Dens oppgave er å varme opp vann, hvis damp driver miniturbiner. Mens forskerne jobber med prosessen, vil vi lære mer om drivstoffet i det 21. århundre, og i fremtiden, av hele årtusenet.

Hva er thorium?

Metall thorium tilhører aktinider. Denne familien inkluderer radioaktive. Alle av dem er plassert i den tredje gruppen i den syvende perioden på tabellen.

Aktinid-tall er fra 90 til 103. Thorium er først. Det ble oppdaget først, samtidig med uran.

I sin rene form ble helten trukket frem i 1882 av Lars Nilsson. Radioaktiviteten til grunnstoffet ble ikke umiddelbart oppdaget.

Det er derfor, thorium ikke vekket offentlig interesse på lenge. Thorium forfall bevist først i 1907.

Siden 1907 thorium isotoperåpnet den ene etter den andre. Innen 2017 er det 30 modifikasjoner av metallet. 9 av dem ble mottatt.

Den mest stabile er 232. Halveringstid for thorium i denne formen varer 1,4 * 10 10 år. Det er grunnen til at den 232. isotopen er allestedsnærværende, og opptar en andel på 8 * 10 -4% i jordskorpen.

De resterende isotopene lagres i flere år, og er derfor uten praktisk interesse og finnes sjelden i naturen. Riktignok forfaller thorium 229 på 7340 år. Men denne isotopen ble "avledet" kunstig.

Thorium har ikke helt stabile isotoper. I sin rene form ser elementet ut som -, plast.

Det er dette som gjør mineralet thoritt så mykt. lett å kutte. Mineralet ble studert av Jens Berzenlius.

Den svenske kjemikeren var i stand til å identifisere det ukjente i sammensetningen av steinen, men klarte ikke å isolere det, og ga laurbærene til Nilsson.

Egenskaper til thorium

Thorium - element, hvis spesifikke radioaktivitet er 0,109 mikrocurie per gram. For uran 238, for eksempel, er tallet nesten 3 ganger høyere.

Følgelig er thorium svakt radioaktivt. Flere isotoper av thorium er forresten en konsekvens av nedbrytningen av uran. Vi snakker om 230., 231., 234. og 235. modifikasjoner av det 90. element.

Forfallet til helten i artikkelen er ledsaget av frigjøring av radon. Denne gassen kalles også thoron. Det andre navnet er imidlertid ikke ofte brukt.

Radon er farlig ved innånding. Imidlertid er mikrodoser inneholdt i mineralvann og har en gunstig effekt på kroppen.

Det er ruten som thoron kommer inn i kroppen som er viktig. Du kan drikke det, absorbere det, ja, men ikke inhalere det.

Når det gjelder krystallgitteret radioaktivt thorium vises i bare to former. Opp til 1400 grader er strukturen til metallet ansiktsentrisk.

Den er basert på volumetriske terninger som består av 14 atomer. Noen av dem står i hjørnene av figuren. De resterende atomene er plassert i midten av hver.

Når det varmes opp over 1400 grader Celsius, blir thoriumkrystallgitteret kroppssentrert.

"Pakkingen" av slike kuber er mindre tett. Det allerede myke thoriumet blir enda mer sprøtt.

Thorium - kjemisk et element klassifisert som paramagnetisk. Følgelig er den magnetiske permeabiliteten til metallet minimal, nær enhet.

Stoffene i gruppen utmerker seg også ved deres evne til å magnetiseres i retning av et eksternt felt.

Den molare varmekapasiteten til thorium er 27,3 kilojoule. Indikatoren indikerer den termiske kapasiteten til en mol av et stoff, derav navnet.

Det er vanskelig å fortsette listen, siden hoveddelen av egenskapene til det 90. metallet avhenger av graden av forurensning.

Dermed varierer strekkfastheten til elementet fra 150 til 290 meganewton per kvadratmeter.

Thorium er også ustabilt. For metall gir de fra 450 til 700 kilo kraft.

Stå i begynnelsen av sin gruppe, thorium adopterte noen av egenskapene fra elementene som gikk forut. Så helten i artikkelen er preget av den fjerde graden av oksidasjon.

For at thorium raskt skal oksidere i luft, må du bringe temperaturen til 400 grader. Metallet vil umiddelbart bli dekket med en oksidfilm.

Duetten av thorium med oksygen, forresten, er den mest ildfaste av jordens oksider, mykner bare ved 3200 grader Celsius.

Samtidig er forbindelsen også kjemisk stabil. Rent metall reagerer med.

Noen radioaktiv isotop av thorium interagerer med det selv ved romtemperatur.

Andre reaksjoner med helten i artikkelen finner sted ved høye temperaturer. Ved 200 grader oppstår det en reaksjon med.

Hydrider i pulverform dannes. Nitrider dannes når thorium varmes opp i en atmosfære.

En temperatur på 800 grader Celsius vil være nødvendig. Men først må du få reagenset. La oss finne ut hvordan de gjør det.

Thoriumgruvedrift og forekomster

$350 000 000. Omtrent samme beløp bevilges årlig til utvikling av thoriumenergi. Det er mange forekomster av den 232. isotopen i landet.

Dette er alarmerende, som risikerer å miste lederskapet innen drivstoff dersom element 90 blir den viktigste energiressursen i verden.

Det er reserver i landet. Millioner av tonn metall, for eksempel, ligger i nærheten av Novokuznetsk.

Det er imidlertid nødvendig å forsvare prioritetsretten til å bruke thorium, og det er en kamp for dem i verden. Alle forstår hva fremtiden er.

Vanligvis finnes thorium i form av skinnende sand. Dette er mineralet monazitt. Strendene er ofte inkludert i feriestedets områder.

På kysten av Azovhavet, for eksempel, er det verdt å tenke ikke bare på solstråling, men også den som kommer fra jorden. Venethorium finnes bare i Sør-Afrika. Malmforekomstene der kalles Steenkasmkraal.

Hvis du trekker ut thorium fra malm, er det lettere å skaffe grunnstoffet sammen med. Det gjenstår å se hvor thorium kan være nyttig, annet enn fremtidens bilmotorer.

Anvendelser av thorium

Fordi thoriumkjernen uholdbar, naturlig bruk av grunnstoffet i kjernekraft. Fluor og thoriumoksid kjøpes for dets behov.

Husker du temperaturen som metalloksid av 90-grad tåler? Bare en slik forbindelse vil fungere i smeltede saltreaktorer.

Thoriumoksid er også nyttig i luftfartsindustrien. Der fungerer 90-graders metall som en forsterker. Tjenesten til thorium finnes også i kroppen.

Omtrent 3 milligram av det radioaktive elementet konsumeres daglig med mat. Det er involvert i regulering av systemprosesser og absorberes hovedsakelig av leveren.

Metallurger kjøper også thorium, men ikke til mat. Rent metall brukes som tilsetning, det vil si et tilsetningsstoff som forbedrer kvaliteten på spesielt magnesium. Med en ligatur blir de varmebestandige og har bedre motstand mot riving.

Til slutt, la oss legge til informasjon om den nye bilmotoren. Thoriumet i den er ikke kjernebrensel, men bare et råstoff for det.

I seg selv er ikke element 90 i stand til å gi energi. Nøytronmiljøet og vannreaktoren forandrer alt.

Med dem blir thorium omdannet til uran 233. Dette er et effektivt drivstoff. Hvor mye betaler de for råvarene for det? La oss prøve å finne ut av det.

Thorium pris

Thorium pris varierer mellom rent metall og dets forbindelser. Dette er en vanlig setning fra . Blant detaljene - kun prislappen per kilo thoriumoksid er cirka 7.500.

Det er her de åpne forespørslene slutter. Selgere ber om å få avklart prisen, siden de selger et radioaktivt grunnstoff.

Det er ingen tilbud om rent thorium på Internett, og det er ingen data om per gram metall. I mellomtiden blir de som er interessert i den nye typen bildrivstoff hjemsøkt av spørsmålet, akkurat som de er hjemsøkt av om forespørsler om det 90. elementet vil hoppe hvis det er mye brukt.

I første omgang, for å fjerne bensinmotorer fra markedet, vil thorium gjøres så lønnsomt som mulig. Men hva vil skje når en tilbakevending til fortiden ikke lenger er sannsynlig?

Det er mange spørsmål. Det er imidlertid få detaljer, som med alt nytt, ukjent, som virker som et eventyr de første par dagene.

Selv om de første versjonene av thoriummotoren allerede er klare. De veier rundt 200 kilo. En slik enhet kan enkelt plasseres under en mellomstor hette.

«Forskere må finne en billigere energikilde sammenlignet med kull, med lave eller ingen karbondioksidutslipp under forbrenning. Ellers vil denne ideen ikke kunne utvikles i det hele tatt." - Robert Hargrave, en ekspert i studiet av egenskapene til thorium

Interessant:

Naturreservene av thorium overstiger uranreservene med 3-4 ganger
Eksperter kaller thorium, og spesielt thorium-232, "fremtidens kjernebrensel"

Thorium brenselsyklus er en kjernefysisk brenselsyklus som bruker Thorium-232 isotoper som kjernefysiske råvarer. Thorium-232, under separasjonsreaksjonen i reaktoren, gjennomgår transmutasjon til den kunstige isotopen Uranium-233, som brukes som kjernebrensel. I motsetning til naturlig uran inneholder naturlig thorium kun svært små fraksjoner av spaltbart materiale (for eksempel Thorium-231), som ikke er nok til å starte en kjernefysisk kjedereaksjon. For å starte brenselssyklusen er ytterligere spaltbart materiale eller en annen nøytronkilde nødvendig. I en thoriumreaktor absorberer Thorium-232 nøytroner for til slutt å produsere Uranium-233. Avhengig av reaktordesign og brenselssyklus, kan uran-233-isotopen som dannes spaltes i selve reaktoren eller kjemisk separeres fra brukt kjernebrensel og omsmeltes til nytt kjernebrensel.

Thoriumbrenselssyklusen har flere potensielle fordeler i forhold til uranbrenselssyklusen, inkludert større overflod, bedre fysiske og kjernefysiske egenskaper som ikke finnes i plutonium og andre aktinider, og bedre motstand mot kjernefysisk spredning som følger med å bruke lettvannsreaktorer i stedet for atomreaktorer salter.

Historie om thoriumforskning

Den eneste kilden til thorium er gule gjennomskinnelige korn av monazitt (ceriumfosfat)

Kontrovers over verdens begrensede uranreserver utløste den første interessen for thoriumbrenselssyklusen. Det ble åpenbart at uranreserver er uttømmelige, og thorium kan erstatte uran som kjernebrenselråstoff. Imidlertid har de fleste land relativt rike uranforekomster, og forskningen på thoriumbrenselssyklusen har vært ekstremt sakte. Et stort unntak er India og dets tre-trinns atomprogram. I det 21. århundre har thoriums potensiale for å motstå atomspredning og egenskapene til råstoff for brukt brensel ført til fornyet interesse for thoriumbrenselssyklusen.

Oak Ridge National Laboratory på 1960-tallet drev en eksperimentell smeltet saltreaktor som brukte Uranium-233 som det spaltbare materialet med det formål å eksperimentere og demonstrere driften av en smeltet saltoppdrettsreaktor som opererer etter prinsippet om thoriumsyklusen. Eksperimenter med en smeltet saltreaktor med thoriumegenskaper ved bruk av thorium(IV)fluorid oppløst i et smeltet salt. Dette reduserte behovet for brenselcelleproduksjon. PRS-programmet ble avviklet i 1976 etter oppsigelsen av kuratoren Alvin Weinberg.

I 2006 foreslo Carlo Rubbia konseptet med en energiforsterker eller "kontrollert akselerator", som han så på som en innovasjon og en sikker måte å produsere kjernekraft ved å bruke eksisterende energiakselerasjonsteknologier. Rubbias idé gir muligheten til å brenne høyradioaktivt atomavfall og produsere energi fra naturlig thorium og utarmet uran.

Kirk Sorensen, en tidligere NASA-forsker og Chief Nuclear Technology Officer ved Teledyne Brown Engineering, har lenge fremmet ideen om en thoriumbrenselssyklus, nærmere bestemt Liquid Thorium Fluoride Reactors (LTFR). Han var banebrytende for forskning på thoriumreaktorer mens han jobbet ved NASA, da de evaluerte forskjellige kraftverkskonsepter for månekolonier. I 2006 grunnla Sorensen nettstedet "Energyfromthorium.com" for å informere og markedsføre denne teknologien.

I 2011 konkluderte MIT med at selv om det er få barrierer for thoriumbrenselssyklusen, gir den nåværende tilstanden til lettvannsreaktorer lite insentiv til å bringe en slik syklus til markedet. Det følger av dette at sjansen for thoriumsyklusen til å fortrenge den tradisjonelle uransyklusen i det nåværende kjernekraftmarkedet er ekstremt liten, til tross for de potensielle fordelene.

Kjernereaksjoner med thorium

I løpet av thoriumsyklusen fanger Thorium-232 opp nøytroner (dette forekommer i både raske og termiske reaktorer) for å bli omdannet til Thorium-233. Dette fører vanligvis til utslipp av elektroner og antinøytrinoer under?-forfall og oppkomsten av Protactinium-233. Deretter, med det andre?-forfall og gjentatt emisjon av elektroner og antinøytrinoer, dannes Uran-233, som brukes som drivstoff.

Avfall fra fisjonsprodukter

Kjernefysisk fisjon produserer radioaktive nedbrytningsprodukter som kan ha halveringstider som varierer fra noen få dager til mer enn 200 000 år. I følge noen toksikologiske studier kan thoriumsyklusen fullstendig behandle aktinidavfall og bare slippe ut fisjonsproduktavfall, og først etter noen få århundrer vil thoriumreaktoravfallet bli mindre giftig enn uranmalm, som kan brukes til å produsere utarmet uranbrensel for en lignende lettvannsreaktorkraft.

Aktinid avfall

I en reaktor hvor nøytroner treffer et spaltbart atom (for eksempel visse uranisotoper), kan både kjernefysisk separasjon og nøytronfangst og transmutasjon av atomet skje. Når det gjelder Uranium-233, fører transmutasjon til produksjon av nyttig kjernebrensel, samt transuranavfall. Når Uranium-233 absorberer et nøytron, kan det oppstå en fisjonsreaksjon eller konvertering til Uranium-234. Sjansen for å splitte eller absorbere et termisk nøytron er omtrent 92 %, mens forholdet mellom fangstverrsnitt og fisjonstverrsnitt for nøytroner i tilfelle av Uranium-233 er omtrent 1:12. Dette tallet er større enn de tilsvarende forholdene for Uranus-235 (ca. 1:6), Pluto-239 eller Pluto-241 (begge har forhold på ca. 1:3). Resultatet er mindre transuranavfall enn i en reaktor med en tradisjonell uran-plutonium brenselsyklus.

Uranium-233, som de fleste aktinider med forskjellig antall nøytroner, fisjonser ikke, men når nøytroner "fanges", vises den spaltbare isotopen Uranium-235. Hvis fisjonsreaksjonen eller nøytronfangsten av den spaltbare isotopen ikke skjer, vises Uranium-236, Neptunium-237, Plutonium-238 og til slutt den spaltbare isotopen Plutonium-239 og tyngre isotoper av plutonium. Neptunium-237 kan fjernes og lagres som avfall, eller konserveres og omdannes til plutonium, som vil være bedre spaltbart, mens resten blir Plutonium-242, deretter americium og curium. Disse kan på sin side fjernes som avfall eller returneres til reaktorer for videre transmutasjon og fisjon.

Protactinium-231, med en halveringstid på 32 700 år, dannes imidlertid gjennom reaksjoner med Thorium-232, til tross for at det ikke er et transuranavfall, og er hovedårsaken til langtidsholdbart radioaktivt avfall.

Uran-232 forurensning

Uran-232 vises også under reaksjonen mellom raske nøytroner og Uranium-233, Protactinium-233 og Thorium-232.

Uran-232 har en relativt kort halveringstid (68,9 år) og noen henfallsprodukter sender ut høyenergi gammastråling, det samme gjør Radon-224, Bismuth-212 og delvis Thallium-208.

Thoriumsyklusen produserer hard gammastråling som skader elektronikk, og begrenser bruken som utløser for atombomber. Uran-232 kan ikke skilles kjemisk fra uran-233 som finnes i brukt kjernebrensel. Kjemisk separasjon av thorium fra uran fjerner imidlertid nedbrytningsprodukter og stråling fra Thorium-228 fra resten av halveringskjeden, noe som gradvis fører til reakkumulering av Thorium-228. Kontaminering kan også forhindres ved å bruke en Molten Salt Breeder og separere Protactinium-233 før det forfaller til Uranium-233. Hard gammastråling kan også skape en radiobiologisk fare som krever telepresence-operasjon.

Kjernebrensel

Som kjernebrensel ligner thorium på Uranium-238, som utgjør størstedelen av naturlig og utarmet uran. Indeksen for det nukleære tverrsnittet til det absorberte termiske nøytronet og resonansintegralet (gjennomsnittlig antall kjernefysiske tverrsnitt av nøytroner med middels energi) for Thorium-232 er omtrent lik tre, og er en tredjedel av den tilsvarende indikatoren for Uran-238.

Fordeler

Thorium er anslått å være tre til fire ganger mer vanlig i jordskorpen enn uran, selv om data om reservene faktisk er ekstremt begrensede. Gjeldende thoriumkrav oppfylles av sjeldne jordartsprodukter utvunnet fra monazittsand.

Selv om Uranium-233 har et spaltbart termisk nøytrontverrsnitt som kan sammenlignes med Uranium-235 og Plutonium-239, har det et mye lavere fanget nøytrontverrsnitt enn de to sistnevnte isotopene, noe som resulterer i færre ikke-spaltbare nøytroner absorbert og en økt nøytronbalanse. . Tross alt er forholdet mellom frigjorte og absorberte nøytroner i Uranium-233 mer enn to i et bredt spekter av energier, inkludert termisk energi. Som et resultat kan thoriumbasert drivstoff bli hovedkomponenten i en termisk oppdrettsreaktor. En avlerreaktor med en uran-plutonium-syklus er tvunget til å bruke spekteret av raske nøytroner, siden i det termiske spekteret absorberes ett nøytron av Plutonium-239, og i gjennomsnitt forsvinner 2 nøytroner under reaksjonen.

Thoriumbasert brensel viser også utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper, noe som muliggjør forbedret reaktor- og depotytelse. Sammenlignet med urandioksid, det dominerende reaktordrivstoffet, har thoriumdioksid en høyere innflytelsestemperatur, termisk ledningsevne og lavere termisk ekspansjonskoeffisient. Thoriumdioksid viser også bedre kjemisk stabilitet og er, i motsetning til urandioksid, ikke i stand til ytterligere oksidasjon.

Fordi Uran-233 produsert i thoriumbrensel er sterkt forurenset av Uranium-232 i foreslåtte reaktorkonsepter, er thorium brukt brensel motstandsdyktig mot våpenspredning. Uran-232 kan ikke skilles kjemisk fra Uranium-233 og har flere nedbrytningsprodukter som sender ut høyenergi gammastråling. Disse høyenergiprotonene har en radioaktiv fare, noe som nødvendiggjør fjernhåndtering av separert uran og kjernefysisk deteksjon av slike stoffer.

Stoffer basert på brukt brensel med uran med lang halveringstid (fra 1000 til 1000000 år) har en radioaktiv fare på grunn av tilstedeværelsen av plutonium og andre mindre aktinider, hvoretter langlivede fisjonsprodukter dukker opp igjen. Ett nøytron fanget av Uranium-238 er nok til å lage transuranelementer, mens fem slike "fangster" er nødvendig for en lignende prosess med Thorium-232. 98-99% av thorium kjernesyklus resulterer i fisjon av Uranium-233 eller Uranium-235, så færre langlivede transuranelementer produseres. På grunn av dette ser thorium ut til å være et potensielt attraktivt alternativ til uran i blandet oksidbrensel for å minimere produksjonen av transuranarter og maksimere mengden av råtnet plutonium.

Feil

Det er flere hindringer for bruk av thorium som kjernebrensel, spesielt for fastbrenselreaktorer.

I motsetning til uran er naturlig forekommende thorium typisk mononukleært og inneholder ingen spaltbare isotoper. Spaltbart materiale, typisk Uranium-233, Uranium-235 eller plutonium, må tilsettes for å oppnå kritikalitet. Dette, kombinert med den høye sintringstemperaturen som kreves for thoriumdioksid, gjør drivstoffet vanskelig å produsere. Oak Ridge National Laboratory utførte eksperimenter på thoriumtetrafluorid som et smeltet saltreaktorbrensel fra 1964 til 1969. Det var forventet at prosessen med produksjon og separering av stoffer fra forurensninger ville bli tilrettelagt for å bremse eller stoppe kjedereaksjonen.

I en enkelt brenselssyklus (for eksempel prosessering av uran-233 i selve reaktoren), er mer alvorlig utbrenning nødvendig for å oppnå ønsket nøytronbalanse. Selv om thoriumdioksid er i stand til å produsere 150 000-170 000 megawatt-dager/tonn ved Fort Saint-Rain og Jülich eksperimentelle atomkraftverk, er det alvorlige vanskeligheter med å oppnå slike nivåer ved lettvannsreaktorer, som utgjør det store flertallet av eksisterende reaktorer. .

I en one-shot thorium brenselsyklus forblir det gjenværende uran-233 i det brukte brenselet som en langlivet isotop.

En annen hindring er at thoriumbrenselsyklusen tar relativt lengre tid å konvertere Thorium-232 til Uranium-233. Halveringstiden til Protactinium-233 er omtrent 27 dager, som er mye lengre enn halveringstiden til Neptunium-239. Som et resultat er hovedstoffet i thoriumdrivstoff holdbart Protactinium-239. Protactinium-239 er en sterk nøytronabsorber, og selv om konvertering til spaltbart uran-235 kan skje, kreves dobbelt så mange absorberte nøytroner, noe som forstyrrer nøytronbalansen og øker sannsynligheten for å produsere transuranarter.

På den annen side, hvis fast thorium brukes i en lukket brenselssyklus der uran-233 behandles, kreves fjerninteraksjon for å produsere drivstoffet på grunn av de høye nivåene av stråling forårsaket av nedbrytningsproduktene til uran-232. Dette gjelder også når det gjelder bearbeidet thorium på grunn av tilstedeværelsen av Thorium-228, som er en del av forfallskjeden. Dessuten, i motsetning til den utprøvde teknologien for reprosessering av uranbrensel, er teknologien for reprosessering av thorium for tiden bare under utvikling.

Selv om tilstedeværelsen av Uranium-232 kompliserer saken, er det publiserte dokumenter som viser at Uranium-233 ble brukt i kjernefysisk testing. USA testet en kompleks bombe som inneholdt Uranium-233 og plutonium i kjernen under Operasjon Teapot i 1955, selv om mye lavere TNT-ekvivalenter ble oppnådd.

Til tross for at thoriumbasert brensel produserer mye mindre transuraniske stoffer enn uranbaserte analoger, kan noen ganger produseres en viss mengde langlivede aktinider med langvarig radioaktiv bakgrunn, spesielt Protactinium-231.