A tórium a 90. elem.  A természetben egy izotópja fordul elő, a Th-232, felezési ideje 14 milliárd év.

Neutron befogással Th-233 lesz belőle, majd béta sugárzással Pa-233 és abból U-233. Az urán-233 remek hasadóanyag. Atombombának kevésbé jó mint az urán-235 mert erősebb a gamma sugárzása és ez a hadászati kezelését nehezíti.

Az urán-233-nak a teljes neutron spektrumban (termikus, rezonancia és gyors) nagyobb a hatáskeresztmetszete hasadásra mint az urán-235-nek,  és kisebb a hajlandósága a neutronok befogására.  Ugyan minimálisan, de több neutron is keletkezik átlagosan.  Óriási előnye, hogy nem keletkeznek transzuránok belőle (neptúnium, plutónium, americium, kűrium)  amelyek a kiégett fűtőelem rudak radiotoxicitásáért döntően felelnek és amelyek a hőt többségét fejlesztik a kiégett rudakban. Becslések szerint egy nehézvizes tóriumos reaktor több hasadóanyagot termelhetne mint amennyit elfogyaszt. Csak hát a tórium-232 nem hasad, így urán-235 szükséges a rendszer elindításához és a Th-233 átalakulása U-233-á sokkal lassabb mint az U-239-ból a Pu-239. A katonák szempontjából azért is jobb a Pu-239, hiszen abból kisebb atomfegyverek állíthatók elő.

De attól még sokak számára érthetetlen, hogy miért nem használják békés célokra. Ennek egy reaktorfizikai és egy gazdasági oka van alapvetően.  A gazdasági adott, a katonai kutatások miatt az urán alapú erőműveknek a technológiája kidolgozott és az uránt csupán dúsítani kell, nem kell egy tenyésztési szakaszt beiktatni a felhasználás előtt.

A másik ok a reaktor fizikai.  Ha a tórium a hasadási zónában van, akkor a gyorsneutronokkal lejátszódik egy mellék reakció a Th232(n,2n)Th231 vagyis egy neutron gerjesztésének hatására elveszít egy neutront.  Ez Pa-231-é alakul, majd az neutron befogással U-232 lesz belőle.

Hasonló történik a Pa-233-al is Pa233(n,2n)Pa232 ami gyorsan U-232-t ad.

Az urán-232 pedig egy roppant kellemetlen anyag. Felezési ideje mindössze 69 év. Az összes bomlásterméke gyorsan tovább bomlik és a sorban olyan izotópok is vannak mint a bizmut-212 és a tallium-208, amelyek nagyon erős gammasugárzók és gyorsan bomlanak. Vagyis a keletkező minimális urán-232 is nagyobb sugárzást bocsájt ki és több hőt fejleszt mint az urán alapú kiindulás.

A következő gyors bomlás játszódik le, amely a rövid felezési idő miatt igen erősen radioaktív sugárzást bocsájt ki.

izotóp  felezési  bomlás      energia

            idő

U232 68,9 év    alfa   5,414 MeV  

Th228 1,9116 év alfa 5,520 MeV

Ra224 3,6 nap alfa   5,7 MeV 

Rn220 55 másodperc alfa 6,4 MeV

Po216 0,14 másodperc alfa 6,9 MeV

Pb212 10 óra béta 0,56 MeV

Bi212 1 óra  alfa 6 MeV 

Tl208 3 perc béta 5 MeV 

Pb208 stabil   

http://periodictable.com/Isotopes/092.232/index2.p.full.dm.html

Hogy szemléletes legyek, egy kiégett urán alapú üzemanyag rúd közelében órák alatt kapjuk meg a halálos, dózis, ugyanez egy tórium alapúban csupán percek. Egy csernobili baleset esetén sokkal súlyosabb lenne a radioaktív szennyezés. Akik Csernobilban oltották helikopterről a reaktort, azok már nem értek volna vissza a reptérre élve. Hozzá kell tenni, hogy tóriummal nem érdemes csernobili reaktor típust építeni, tehát egy ilyen nagyságrendű baleset nem elképzelhető. De egy fukusimai leolvadás esetén, de akár egy paksi üzemzavart is feltételezve, sokkal nehezebb lenne a fűtőanyag rudakat kezelni.  Gyakorlatilag csak manipulátorokkal lehetséges, ami mind a kezelést, mind a feldolgozást igen nehézzé teszi.  A tóriumnak van jövője, de majd csak akkor, amikor az urán erősen fogyni fog.

A németek építettek tóriumos reaktort, de aztán biztonsági okok miatt leállították.  

http://en.wikipedia.org/wiki/THTR-300

India folytat kutatásokat a tóriumos reaktorokkal, ennek részben az az oka, hogy hatalmas tórium telepekkel rendelkezik.

Carlo Rubbia publikált egy tóriumon alapuló spallációs erőmű koncepciót.

http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_amplifier

A lényege, hogy valamilyen nagy magot - ólom, urán - bombáznak nagy energiájú protonokkal (~1 GeV) és az így nyert neutronok (30-40 ütközésenként)  biztosítják egy nem kritikus reaktor működését.

Vagyis egy ilyen reaktor nem futhat meg. De ez nem segít a tórium nehezen kezelhetőségén, nem segít egy esetleges hűtés elmaradásból adódó leolvadáson. Ellenben termodinamikailag rossz a hatásfok, hiszen igen sok áram kell a gyorsítóhoz, amit viszont az atomerőmű által hajtott gőzgépekkel kell előállítani, jelentős veszteséggel.  A reaktor energiamérlege annyira rossz és olyan drága a gyorsító, hogy kereskedelmi célút sosem építettek belőle.

 A megoldásról Szatmáry Zoltán professzor kritikája itt olvasható.

http://wwwold.kfki.hu/fszemle/archivum/fsz9407/szz9407.html

 Szóval véleményem szerint a tóriumos erőműveknek bár a kutatása intenzív, az ipari alkalmazás még több évtizedes távlatban van.