花岗岩中有原子能:我们能打开它吗?
普通的火成岩包含了文明所能使用的所有能量。一吨花岗岩的能量相当于五十吨煤。同样的岩石也含有大量的贵重金属。
想想看:100吨花岗岩，一个比一辆汽车稍大的大块，包含了8吨铝和5吨铁。其他原料包括两吨镁、180磅锰、70磅铬、40磅镍、30磅钒、20磅铜、10磅钨和4磅铅。
在百吨平均花岗岩有铀14盎司，大约有两磅钍。这些放射性元素在能量等于5000吨煤获得的功率。
有可能从岩石中释放出这种能量吗?
它出奇地简单。这两种元素集中在副矿物中，副矿物只占花岗岩重量的不到1%。岩石只需要被粉碎以获得粒度，并在稀盐酸中浸出一段时间。酸会溶解并保留铀和钍的重要比例。这些物质可以通过一系列直接的化学步骤与酸分离。
这个简单的过程只提取了25%的放射性物质，但即使在这个基础上，100吨花岗岩产生的核燃料可以产生与燃烧1000多吨煤所产生的能量相同的能量。
从能量学的观点来看，开采100吨花岗岩并提取其放射性成分“花费”不到三吨煤。这一成本包括用于采石、破碎、废物处理、运输、酸、抽水、车间设施和其他考虑的动力。因此，燃烧三吨煤可以获得利润，在能源方面，相当于997吨或更多的煤。
以美元和美分计算，这幅画不那么明亮。从普通花岗岩中生产铀的价格估计约为每磅340美元。从较富的矿石中提取铀的成本要低得多。
然而，火成岩的一些大型机构含有高于平均水平，量的铀和钍。铀的价格并不需要上述当前水平多爬之前这些机构能够获利开采。
需要对提取花岗岩中80%放射性物质的回收方法进行更多的研究。此外，调查在普通硬岩采矿和磨矿作业中作为副产品的铀和钍的回收情况，也可能是值得的。此外，如果将一些矿渣粉碎后的材料进行重新加工，以去除其中的放射性成分，也可能会获得利润。
无论如何，在地壳的火成岩中有充足的铀和钍，足以为高度工业化的文明提供极长一段时间的动力，当然可以维持数千个世纪。任何国家都不需要拥有原子能，因为原子能的原材料随处可得。
钍作为原子能来源的作用相对较新，仍处于实验阶段。钍的含量是铀的三倍。在精制状态下，它是一种灰色金属，在硬度和延展性方面类似于铂。它可以从100多种不同的矿物质中提取。钍的一个来源是花岗岩中的有色玻璃状独居石颗粒。
事实上，花岗石的放射性使那些在周末探矿的人十分困惑。带着盖革计数器在山上游荡的业余勘探者，当他从花岗岩或腐烂的花岗岩中得到高计数时，往往会兴高采烈。他确信他赚了一大笔钱。有时很难让他相信，花岗岩目前实际上毫无价值，即使它是一个仓库，我们将在未来挖掘。
独居石，钍今天的首席商务源，开采作为印度和巴西的海岸有沙滩。还发现在俄罗斯和澳大利亚沙滩。独居石砂的数量较少发生在佛罗里达州和俄勒冈州的海岸。钍的其他来源是在爱达荷州，南卡罗莱纳州和加利福尼亚州的稀土矿床。
在过去，钍主要用于制造维尔斯巴赫型煤气灯的披风。如今，原子能委员会正在以每磅4美元的价格购买一种含有至少30%氧化钍的产品。在将其还原为金属后，AEC以每磅19美元的价格将其用于实验反应堆。直到最近，钍都是通过昂贵的孵化过程提炼成金属的，这需要昂贵的试剂。现在已经研制出一种成本低得多的半连续工艺。
钍不易裂变。它不像U-235和钚那样维持链式反应。它是原子能的一种原料，而不是原子燃料本身。
当通过中子轰击，钍变成铀233，和U-233可以维护的连锁反应。这就解释了钍的重要性。
钍是在都是为了生产电力试验“增殖”反应堆，并在同一时间使用，因为它们消耗创造尽可能多的核燃料。从理论上讲，一个饲养员可以生产它燃烧起来的燃料高达115％，尽管这可能不会在实践中证明是正确的。即使增殖反应堆产生的几乎同样多的燃料，但它仍然代表着能源发展的一大步。
这样的增殖反应堆有一个核心，U-235或其他原子燃料在其中燃烧。钍会像毯子一样覆盖在核心周围，这样它就能捕获核心释放的一些中子。因此，由钍产生的U-233会释放出更多的中子，转化出更多的钍。该理论认为，只要注入新的钍，增殖反应堆就能维持自身运转。
这可能是钍反应堆可以在更高的温度下工作比是允许与其他种类。随之而来的效率增加将产生更多的蒸汽。
今年夏天钠石墨反应堆使用富含U-238即将结束在洛杉矶附近的原子公司国际，北美航空的一个部门。从反应堆排出的热量会产生蒸汽，将推动一个turboelectric发电机这反过来将提供功率7500千瓦的南加州爱迪生公司的本地线。
将反应器的热效率的额定功率为30％，但如果它是钍键入其效率将是33％左右。在效率这个看似微小的增加将提高蒸汽温度从本825度至多达950度，用在电输出明显增加。
与“钍繁殖”有关的重要实验将在钠-石墨反应堆产生商业动力的同时进行。
最终，钍可能会成为所有大型中央原子能发电站的首选原料。这在一段时间内可能不会发生，特别是在美国，那里有相当大量的铀同位素238。
每精炼一磅可裂变铀235，就会自动获得200多磅铀238。这种同位素可以通过轰击转化为钚，钚可以用作核燃料。用铀235浓缩的铀238也是一种可接受的原子燃料。
这两种燃料都不具有钍的繁殖特性，但从经济角度来看，使用它们可能是最便宜的。今年春天，当AEC释放了88.000磅的U-235用于国内和国外的动力开发时，我们手头上有大量剩余的有用U-238就变得很明显了。当88.000磅的U-235被精炼时，获得了超过6000吨U-238的库存。
我们在建造大量钍反应堆方面可能进展缓慢的另一个原因是，我们没有丰富的钍矿藏。另一方面，印度对使用钍作为能源非常感兴趣，因为它拥有钍的储量。
任何采矿作业的通常趋势都是先开采最富的矿床。另一种倾向是只从矿石中提取一到两种最有价值的成分，然后把剩下的矿石都扔到垃圾堆里。最终，随着我们最丰富的矿产资源被耗尽，从任何一个采矿和选矿作业中提取多达20或30种产品将成为标准做法。
在一些独特的情况下，这是今天正在做。美国钾肥化工股份有限公司提取从卤水20多个化学品，它由碱性存款卧下瑟尔斯干湖在加利福尼亚泵。中从盐水采取的其他产品有食盐中，在肥料使用芒硝，苏打灰玻璃和洗涤化合物，硼砂，磷酸盐，溴化钠和氯化锂。
通过一系列的蒸馏和沉淀步骤，将这些化学物质和其他化学物质从盐水中除去。这些步骤有些很复杂，有些非常简单。值得一提的是从卤水中提取芒硝的方法。这种物质在55度或更低的温度下从溶液中沉淀出来。在Searles，当温度低于55度时，盐水被简单地喷洒到湖床上方的空气中。芒硝在喷头下堆积成一大堆。当温度上升到临界点以上时，喷雾自动关闭;否则，沉淀物质会回到溶液中，沥干。
Searles的操作是特殊的，因为它的所有矿物都是溶于水的，这与处理岩石矿石的情况完全不同。但是它为冶金和化学技术指明了道路，这些技术将被设计用于从多种矿石中提取大量成分。
我们现在知道，即使是“贫瘠的”花岗岩也含有丰富的金属。而且我们知道，岩石中还含有足够的原子能来完成提取金属的工作，还有剩余的能量。我们开采花岗岩的时间可能还很遥远，但当那一天到来的时候，推测一下我们的资源将会是什么是有趣的。
假设几个世纪后，美国的工业化程度比现在高得多。再假设世界其他地区的工业发展到同样高的水平。到那时，世界人口很可能已经增长到300亿人。
这样的人口可能以每年1500亿吨的速度消耗岩石来获得金属和原子燃料。
我们的石头很快就会用完吗?几乎没有。假设所有的土地都可以进行这种加工，人类将以每年不到十分之一英寸的速度“吃”下去!
