토륨 연료를 이용한 토륨-우라늄 핵반응

세 가지 핵분열성 연료인 233U, 235U, 239Pu 중 235U만 자연 발생하고, 저농축 우라늄(2~5%)은 흡수 후 각각 232Th, 238U에서 전환되는 233U와 238U이다. 그림 1은 232Th를 233U로 변환하는 과정을 보여줍니다.

전환 과정에서 가장 중요한 사항은 다음과 같습니다.

이 전환의 가장 큰 장점은 토륨 광석에서 토륨이 완전히 232Th로 존재하고 다른 동위원소가 거의 없으며 필요하지 않다는 것입니다. 또 다른 특징은 원자로 연료로 사용될 때 토륨이 금속 상태로 존재하고 처리하기 쉬운 반면, ThO2는 동등한 우라늄 화합물보다 더 큰 방사선량을 견딜 수 있어 더 많은 중성자를 통과할 수 있다는 것입니다. 비율, 전력 밀도를 더 크게 만듭니다. 형성된 233U(흡수된 중성자당 방출되는 평균 중성자 수)의 에타 값은 235U(모든 중성자 에너지에서)보다 크고, 중성자 에너지가 40KeV 미만인 경우에는 239Pu보다 크다( 첨부 표 참조), 233U는 열 중성자 원자로에서 번식 반응을 일으킬 가능성이 가장 높은 유일한 핵 연료가 됩니다. 그러나 239Pu는 고속 중성자로에서 233U보다 더 나은 특성을 가지고 있습니다.