การผลิต ไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์โดยใช้ธอร์เรียมนั้นใช้เชื้อเพลิงหลักจากการแตกตัวของนิวเคลียสของไอโซโทปยูเรเนียม-233ที่ผลิตจาก ธาตุ ธอร์เรียมซึ่ง เป็นธาตุที่สามารถนำไปทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นได้ วงจรเชื้อเพลิงธอร์เรียมมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าวงจรเชื้อเพลิงยูเรเนียม^{[หมายเหตุ 1 ]}ซึ่งรวมถึงปริมาณธอร์เรียมที่มีอยู่มากมายบนโลก คุณสมบัติทางกายภาพและคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ของเชื้อเพลิงที่ดีกว่า และการลดปริมาณของเสียจากนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงธอร์เรียมยังมีศักยภาพในการนำไปใช้เป็นอาวุธนิวเคลียร์ต่ำกว่า เนื่องจากยากที่จะนำยูเรเนียม-233ที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ไป ใช้เป็นอาวุธ ส่วน พลูโทเนียม-239 นั้น ผลิตได้ในระดับที่ต่ำกว่ามากและสามารถนำไปใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ธอร์เรียมได้

ธอร์เรียมถูกนำมาใช้ในเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปี 1962 ที่ศูนย์พลังงานอินเดียนพอยต์ [ ^{1 ] [ 2 ] ตั้งแต่}นั้นมา เครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์อื่นๆ อีกหลายแห่งได้ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิง รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาและเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง^{[ 3 ]}ความเป็นไปได้ของวงจรเชื้อเพลิงธอร์เรียมในระดับใหญ่ได้รับการพิสูจน์แล้วผ่านการออกแบบ การก่อสร้าง และการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของแกนเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาแบบเพาะพันธุ์ (LWBR) ที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งติดตั้งอยู่ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ชิปปิ้งพอร์ต [ ^{4 ] เครื่อง}ปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้าแห่งนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแกนที่แตกต่างกัน แกนธอร์เรียมมีกำลังการผลิต 60  เมกะวัตต์ (e) ผลิตพลังงานตั้งแต่ปี 1977 ถึง 1982 (ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 2.1 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง) และแปลงธอร์เรียม-232 เป็นยูเรเนียม-233 ได้มากพอที่จะบรรลุอัตราส่วนการเพาะพันธุ์ 1.014 เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักเบาของอินเดียใช้เชื้อเพลิงที่มีทอเรียมควบคู่ไปกับยูเรเนียมและพลูโตเนียมมาเป็นเวลานานแล้ว^{[ 5 ]}

ระหว่างทศวรรษ 1950 ถึง 1970 มีความสนใจอย่างมากในการใช้ธอร์เรียมแทนยูเรเนียม โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาและเยอรมนี เพื่อเสริมปริมาณยูเรเนียมที่มีจำกัด อย่างไรก็ตาม ความกระตือรือร้นลดลงอย่างมากเนื่องจากการค้นพบแหล่งยูเรเนียมขนาดใหญ่^{[ 6 ]}ความสนใจทั่วโลกในวงจรเชื้อเพลิงธอร์เรียมกลับมาเพิ่มขึ้นอีกครั้งในภายหลังเนื่องจากความสนใจในวงจรเชื้อเพลิงที่ทนต่อการแพร่กระจายอาวุธ นิวเคลียร์ ^{[ 7 ]}นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ Ralph W. Moir และEdward Teller เสนอแนะในปี 2009 ว่าควรเริ่มการวิจัยเกี่ยวกับ เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิงอีกครั้งหลังจากหยุดดำเนินการไปสามทศวรรษ และควรสร้างโรงงานต้นแบบขนาดเล็ก^{[ 8 ]}ประเทศอื่นๆ ได้วางแผนเชิงพาณิชย์สำหรับโรงไฟฟ้าที่ใช้ธอร์เรียมในระดับประเทศ^{[ 9 ] [ 10 ]}ในปี 2024 TMSR-LF1 ของจีน กลายเป็นเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวเครื่องแรกที่ใช้เชื้อเพลิงธอร์เรียมที่ใช้งานได้จริง^{[ 10 ]}

ในปี 2011 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียได้ประเมินเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิงว่าเป็น "ทางออกสำหรับระยะเวลามากกว่า 1,000 ปี หรือเป็นสะพานคาร์บอนต่ำที่ มีคุณภาพไปสู่แหล่ง พลังงานที่ยั่งยืนอย่างแท้จริงซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมเชิงลบของมนุษยชาติได้เป็นจำนวนมาก" ^{[ 11 ]}

การใช้ธอร์เรียมในการผลิตยูเรเนียม-233 ( ^233U ) ถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2483 โดยGlenn Seaborgจากการระดมยิงนิวตรอนใส่ธอร์เรียมในไซโคลตรอน [ ^{12 ] ใน}ระหว่างโครงการแมนฮัตตันหลังจากการสร้างเครื่องปฏิกรณ์กราไฟต์ X-10 Seaborg ตระหนักได้อย่างรวดเร็วถึงศักยภาพของยูเรเนียม-233 ในฐานะวัสดุฟิสไซล์การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปตลอดโครงการแมนฮัตตัน อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่ถูกลดความสำคัญลงในโครงการอาวุธ โดยให้ความสำคัญกับพลูโทเนียมมากกว่า^{[ 12 ]}หลังสงครามสิ้นสุดลง เครื่องปฏิกรณ์การผลิตอาวุธที่ไซต์แฮนฟอร์ ด ถูกบรรจุด้วยแท่งธอร์เรียมเพื่อผลิต^233Uที่โอ๊คริดจ์ งานยังคงดำเนินต่อไปเกี่ยวกับการแยก^233Uสำหรับการใช้งานทั้งทางทหารและพลเรือน^{[ 13 ]}

คณะกรรมการพลังงานปรมาณู (AEC) ที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นใหม่ได้เริ่มสำรวจความเป็นไปได้ของพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ ในช่วงเวลานี้ เครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง (PWR) ที่ใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะกำลังได้รับการพัฒนาโดย แผนก เครื่องปฏิกรณ์ของกองทัพเรือ ของ AEC เพื่อใช้ในการขับเคลื่อนเรือดำน้ำนิวเคลียร์ ในปี พ.ศ. 2497 AEC ได้เริ่มโครงการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์พลังงานเป็นเวลาห้าปีเพื่อสำรวจเครื่องปฏิกรณ์ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์^{[ 14 ]}ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2497 คณะอนุกรรมการวิจัยและพัฒนาของ AEC ได้นำเสนอรายงานต่อคณะกรรมการเกี่ยวกับการเริ่มต้นอุตสาหกรรมนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ คณะอนุกรรมการได้ระบุแนวคิดเครื่องปฏิกรณ์ห้าแบบสำหรับการพัฒนา ได้แก่ PWR, เครื่องปฏิกรณ์โซเดียมกราไฟต์ , เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด , เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็วและเครื่องปฏิกรณ์แบบเนื้อเดียวกันเครื่องปฏิกรณ์แบบเนื้อเดียวกัน ซึ่งจะเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิต ความร้อนที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิง ได้รับการพิจารณาว่าเป็นแนวคิดเครื่องปฏิกรณ์ที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับพลังงานนิวเคลียร์เชิงเศรษฐกิจ เนื่องจากมีการออกแบบที่เรียบง่าย ไม่จำเป็นต้องผลิตเชื้อเพลิง และง่ายต่อการสกัด²³³ U ^{[ 15 ]}แนวคิดเครื่องปฏิกรณ์โซเดียมกราไฟต์ยังได้รับการตรวจสอบถึงความสามารถในการทำงานเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตธอร์เรียมด้วย^{[ 16 ]}

จากนั้น AEC เสนอให้สร้างเครื่องปฏิกรณ์สาธิตสำหรับแต่ละแนวคิด รวมถึงโรงไฟฟ้าพลังงานปรมาณู Shippingport (PWR), การทดลองเครื่องปฏิกรณ์โซเดียม (SGR), เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดทดลอง (BWR), เครื่องปฏิกรณ์เพาะพันธุ์ทดลอง II (FBR) และการทดลองเครื่องปฏิกรณ์เนื้อเดียวกัน II (HR) นอกจากนี้ AEC ยังเสนอโรงงานสาธิตขนาดใหญ่เพิ่มเติมสำหรับแนวคิดทอเรียมเนื้อเดียวกัน ซึ่งเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่าเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมเนื้อเดียวกัน (HTR) ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อสาธิตการผลิต²³³ U ในโรงงานเชิงพาณิชย์คาดว่า HTR ขนาด 16  MW ^{[ 16 ]} Westinghouse และ บริษัท Pennsylvania Power & Lightเริ่มทำการศึกษาในปี 1955 และเสนอโรงไฟฟ้าต้นแบบในปี 1959 อย่างไรก็ตาม โรงงานดังกล่าวไม่ได้ถูกสร้างขึ้น^{[ 17 ]}

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์แห่งแรกที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิงคือโรงไฟฟ้าอินเดียนพอยต์ ยูนิต 1ซึ่งเริ่มทำงานในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2505 ^{[ 1 ] [ 2 ]}โรงไฟฟ้าอินเดียนพอยต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อสาธิตวงจรเชื้อเพลิงธอร์เรียมในเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ และใช้เชื้อเพลิงผสมระหว่างธอร์เรียมและยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) ^{[ 14 ]}อันที่จริง โรงไฟฟ้าแห่งนี้เดิมเรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์ธอร์เรียมคอนโซลิเดเต็ดเอดิสัน^{[ 17 ]}อย่างไรก็ตาม ต้นทุนที่สูงของเชื้อเพลิง HEU ประกอบกับต้นทุนที่สูงของการแปรรูปธอร์เรียม ทำให้ผู้ดำเนินการคอนโซลิเดเต็ดเอดิสันเปลี่ยนไปใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำแทน ต้นทุนที่สูงของการแปรรูปธอร์เรียมถูกอธิบายว่าเป็น "หายนะทางการเงิน" และแกนธอร์เรียมจึงถูกกำจัดทิ้งเป็นขยะโดยไม่มีการแปรรูปอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 18 ]}

ในปี พ.ศ. 2506 Naval Reactors ได้เสนอให้ใช้แกนแบบ seed-blanket เพื่อให้เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาทำงานบนวงจรเชื้อเพลิงทอเรียมได้ เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวจะสามารถใช้เชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง รวมถึงโอกาสในการผลิตเชื้อเพลิงใหม่^{[ 19 ]}ในปี พ.ศ. 2507 ความกังวลเกี่ยวกับปริมาณเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทำให้ AEC ให้ความสำคัญกับการใช้ยูเรเนียมและทอเรียมอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น AEC เริ่มโครงการตัวแปลงขั้นสูง ซึ่งระบุเครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง (HTGR) เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาแบบ seed-blanket ทอเรียม และ SGR เป็นแนวคิดที่น่าสนใจ ต่อมาโครงการตัวแปลงขั้นสูงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อน ด้วยอินทรีย์น้ำหนักที่ใช้เชื้อเพลิงทอเรียม (HWOCR) อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับทั้ง HTGR และเครื่อง ปฏิกรณ์แบบ seed-blanket ยังคงดำเนินต่อไป HWOCR เป็นโครงการร่วมกับAtomic Energy of Canada Limitedโครงการนี้ถูกยกเลิกในปี พ.ศ. 2510 เนื่องจาก AEC เปลี่ยนไปมุ่งเน้นที่พืชพันธุ์แทน^{[ 17 ]}

AEC สนับสนุนการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูงที่ใช้เชื้อเพลิงทอเรียมและ²³³ U เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวเครื่องแรกคือPeach Bottom Unit 1ซึ่งใช้ส่วนผสมของทอเรียมและ HEU ^{[ 20 ]}โดยทำหน้าที่เป็นต้นแบบสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Fort Saint Vrain ในภายหลัง[ 21 ] Fort Saint Vrain ซึ่งใช้เชื้อเพลิงทอเรียมที่คล้ายกัน [ 22 ] ประสบปัญหาการดำเนินงานที่ไม่เกี่ยวข้องซึ่งนำไปสู่การปิดตัวลงก่อนกำหนด [ 18 ] โรงไฟฟ้า^{Fort Saint Vrain}มี^{จุดประสงค์เพื่อ}สาธิต^{โรงไฟฟ้าวงจร}เชื้อเพลิงทอเรียมขนาด 1000 MW ในอนาคต มีความเป็นไปได้ที่จะดำเนินการเป็นเครื่องผลิตทอเรียม บริษัทสาธารณูปโภคหลายแห่งได้สั่งซื้อเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่เหล่านี้จากGeneral Atomicsหลายเครื่อง อย่างไรก็ตาม ปัญหาทางการเงินในอุตสาหกรรมสาธารณูปโภคทำให้โรงไฟฟ้าเหล่านี้ถูกยกเลิก^{[ 17 ]}

AEC ใช้เครื่องปฏิกรณ์การผลิตอาวุธที่แฮนฟอร์ดเพื่อผลิต ยูเรเนียม ^-233 ในปริมาณมาก จากทอเรียมเพื่อใช้ในอาวุธนิวเคลียร์และการวิจัยพลเรือน^{[ 23 ]}ยูเรเนียม-233 หลายตันถูกผลิตขึ้นจากทอเรียมในเครื่องปฏิกรณ์ของ AEC ซึ่งบางส่วนถูกนำไปแปรรูปที่โรงงานร็อคกี้แฟลตส์^{[ 23 ]}ยูเรเนียม-233 ถูกใช้ใน การยิง METใน ชุดการทดสอบนิวเคลียร์ ปฏิบัติการทีพอตตามที่ชัค แฮนเซน กล่าว ยูเรเนียม-233 ได้รับการประเมินถึงศักยภาพในการทดแทนพลูโทเนียมเกรดสูงในอาวุธนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม มันถูกพิจารณาว่ามีประโยชน์เทียบเท่ากับพลูโทเนียม การปรับปรุงการออกแบบอาวุธเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้อาวุธฟิสชันแบบเร่งความเร็ว ที่ไม่ต้องการพลูโทเนียมเกรดสูงดังกล่าว ทำให้ความสนใจทางทหารในยูเรเนียม ^-233ลดลงสหรัฐอเมริกาได้ทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ที่ใช้ยูเรเนียม^-233หลายชนิด ระหว่างปี 1955 ถึง 1968 ^{[ 13 ] : 275}

แนวคิดเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมแบบเอกพันธ์ในน้ำถูกยกเลิกโดย AEC ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 โดยหันไปใช้การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว ที่เกี่ยวข้องแทน ^{[ 24 ]} AEC ให้ทุนสนับสนุนการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวต้นแบบ (MSRE) โดยใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียม-233 เครื่องปฏิกรณ์ MSRE ที่สร้างขึ้นที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพประมาณ 15,000 ชั่วโมงตั้งแต่ปี 1965 ถึง 1969 (ที่ระดับพลังงานต่ำกว่า 8 MWth เล็กน้อย) ในปี 1968 เกล็น ซีบอร์กประธาน AEC ประกาศต่อสาธารณะว่าเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ยูเรเนียม^{-233 ได้รับการพัฒนาและทดสอบสำเร็จแล้ว [ 25 ] [ 26 ]}ในปีสุดท้ายของการดำเนินงาน เครื่องปฏิกรณ์นี้ใช้เชื้อเพลิงพลูโทเนียมฟลูออไรด์ในช่วงสั้นๆ^{[ 26 ]}ผู้นำโครงการยังเสนอให้ทดลองใช้เชื้อเพลิงพลูโตเนียม แต่การทดลองนี้ไม่เคยเกิดขึ้นเนื่องจากโครงการถูกยกเลิก^{[ 27 ]}ในปี พ.ศ. 2512 ซีบอร์กประกาศต่อสาธารณะว่า "...สักวันหนึ่งโลกจะมีเครื่องปฏิกรณ์พลังงานเชิงพาณิชย์ทั้งแบบยูเรเนียม-พลูโตเนียมและแบบทอเรียม-ยูเรเนียม" ^{[ 2 ]}

ในปี พ.ศ. 2513 แผนกข้อมูลทางเทคนิคของ AEC ได้ตีพิมพ์หนังสือเล่มเล็กชื่อธอร์เรียมและเชื้อเพลิงที่สามซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ชุดสื่อการศึกษา Understanding the Atomที่มุ่งเพิ่มความเข้าใจของประชาชนเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ หนังสือเล่มเล็กนี้ระบุว่า ธอร์เรียมไม่น่าจะเข้ามาแทนที่ยูเรเนียม-235 หรือพลูโตเนียมในฐานะเชื้อเพลิงหลักของเครื่องปฏิกรณ์ แต่คาดการณ์ว่าอาจมีการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์หลายเครื่องโดยใช้ธอร์เรียม และเน้นย้ำถึงเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ด้วยเกลือหลอมเหลวว่าเป็น "...โอกาสที่น่าตื่นเต้นที่สุดสำหรับการใช้ธอร์เรียม" ^{[ 2 ]}

แม้ว่าโครงการจะดูเหมือนประสบความสำเร็จ แต่ MSRE ก็ถูกปิดตัวลงในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2512 เนื่องจากการกดดันจากมิลตัน ชอว์ผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนาและทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ของ AEC ^{[ 28 ]}ในขณะนั้น รัฐบาลสหรัฐฯ สนใจเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงได้เป็นอย่างมากเพื่อตอบสนองความต้องการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่คาดการณ์ไว้ ชอว์กดดันทีม MSRE ซึ่งนำโดยอัลวิน ไวน์เบิร์ก ผู้อำนวยการโอ๊คริดจ์ ให้ยุติโครงการเนื่องจากเขาชอบการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงได้แบบอื่นที่แข่งขันกันในขณะนั้น คือ เครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงได้เร็วด้วยโลหะเหลว^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

ภายในปี 1973 ด้วยอิทธิพลของ Shaw ^{[ 28 ] [ 30 ]}รัฐบาลสหรัฐฯ ได้ตัดสินใจเลือกใช้เทคโนโลยียูเรเนียมเป็นหลัก และยุติการวิจัยนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับธอร์เรียมเป็นส่วนใหญ่ เหตุผลก็คือ เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิงถือว่ามีประสิทธิภาพมากกว่า การวิจัยเกี่ยวกับยูเรเนียมได้รับการพิสูจน์แล้ว และอัตราส่วนการผลิตเชื้อเพลิงของธอร์เรียมนั้นถือว่าไม่เพียงพอที่จะผลิตเชื้อเพลิงได้เพียงพอต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ ดังที่ Moir และ Teller เขียนไว้ในภายหลังว่า "การแข่งขันเหลือเพียงเครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาด้วยโลหะเหลว (LMFBR) ในวัฏจักรยูเรเนียม-พลูโทเนียม และเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนในวัฏจักรธอร์เรียม^-233Uซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาด้วยเกลือหลอมเหลว LMFBR มีอัตราการผลิตเชื้อเพลิงที่สูงกว่า ... และชนะการแข่งขัน" ในความเห็นของพวกเขา การตัดสินใจหยุดการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ธอร์เรียม อย่างน้อยก็ในฐานะตัวเลือกสำรอง "เป็นความผิดพลาดที่ให้อภัยได้" ^{[ 8 ]}รัฐบาลได้ผลักดันการออกแบบ LMFBR ต่อไปด้วยโครงการเครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ Clinch Riverซึ่งเริ่มต้นในปี พ.ศ. 2513 อย่างไรก็ตาม โครงการดังกล่าวประสบกับการต่อต้านทางการเมืองอย่างมากและในที่สุดก็ถูกยกเลิกในปี พ.ศ. 2526

ในปี 2552 ริชาร์ด มาร์ติน นักเขียนด้านวิทยาศาสตร์ อ้างว่าไวน์เบิร์ก ซึ่งเป็นผู้อำนวยการที่โอ๊คริดจ์และรับผิดชอบหลักต่อ MSRE เสียตำแหน่งผู้อำนวยการไปเพราะเขาสนับสนุนการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียม^{[ 31 ]}ในขณะนั้น มาร์ตินอ้างว่าความไม่เต็มใจของไวน์เบิร์กที่จะเสียสละพลังงานนิวเคลียร์ที่อาจปลอดภัยเพื่อประโยชน์ของการใช้งานทางทหารทำให้เขาต้องเกษียณ^{[ 31 ]}อย่างไรก็ตาม ในหนังสือSuperFuel ปี 2555 ของเขา มาร์ตินได้หักล้างความคิดที่ว่าทอเรียมถูกปฏิเสธโดย AEC เนื่องจากความต้องการในการผลิตอาวุธ:

ทฤษฎีนี้ถูกปฏิเสธแล้ว ไม่เพียงแต่จากนักวิทยาศาสตร์ที่รอบคอบกว่าอย่าง Jess Gehin ผู้จัดการโครงการอาวุโสด้านเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ที่ Oak Ridge เท่านั้น แต่ยังรวมถึงหลายคนในขบวนการทอเรียมด้วย หลักฐานที่ว่า Shaw และ AEC ยุติโครงการ MSBR โดยเฉพาะเพราะมันไม่ได้ผลิตพลูโทเนียมเกรดอาวุธอย่างมีประสิทธิภาพนั้นมีน้อย แต่นั่นไม่ใช่ประเด็นสำคัญ^{[ 32 ] : 138}

คนอื่นๆ รวมถึงวิศวกรนิวเคลียร์ Nick Touran เห็นด้วยว่าธอร์เรียมไม่ได้ถูกลดความสำคัญลงเนื่องจากการมุ่งเน้นไปที่การผลิตอาวุธ Touran เขียนว่า "เมื่อ MSR ได้รับโอกาสในที่สุดในทศวรรษ 1950 และ 1960 ความไม่สามารถ (ที่ไม่มีอยู่จริง) ในการผลิตระเบิดไม่ได้เป็นสาเหตุของการยกเลิก" ^{[ 33 ]} Touran ยังวิพากษ์วิจารณ์บทความของ Martin ในปี 2009 ที่ส่งเสริมความเข้าใจผิดนี้^{[ 33 ]}ในทำนองเดียวกัน Jess Gehin ผู้จัดการอาวุโสที่ Oak Ridge และศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเทนเนสซี วิพากษ์วิจารณ์หนังสือ SuperFuelของ Martin ที่ทำให้สับสนระหว่างประโยชน์ของ การออกแบบ เครื่องปฏิกรณ์ธอร์เรียมฟลูออไรด์เหลวกับประโยชน์ที่แท้จริงของธอร์เรียมเอง และมีข้ออ้างทางเทคนิคที่ไม่ถูกต้องหลายประการ^{[ 34 ]}

แม้หลังจากการยกเลิก MSRE การวิจัยเกี่ยวกับธอร์เรียมก็ยังคงดำเนินต่อไป พลเรือเอกไฮแมน ริคโอเวอร์ผู้พัฒนาระบบขับเคลื่อนนิวเคลียร์ทางทะเลและหัวหน้าสำนักงานเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ผลักดันโครงการเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงธอร์เรียมมาตั้งแต่ปี 1963 ^{[ 35 ]}และได้จัดตั้งโครงการเครื่องปฏิกรณ์แบบผลิตเชื้อเพลิงน้ำเบา (LWBR) ขึ้น โครงการนี้ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ชิปปิ้งพอร์ต ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แห่งแรกในยามสงบ ให้เป็นเครื่องปฏิกรณ์ แบบผลิตเชื้อเพลิง ²³² Th − ²³³ U สำหรับ การสาธิต โดยเริ่มใช้งานได้สำเร็จในวันที่ 26 สิงหาคม 1977 ^{[ 35 ]}หลังจากดำเนินการได้สำเร็จจนถึงปี 1982 พบว่าเครื่องปฏิกรณ์มีอัตราส่วนการผลิตเชื้อเพลิง 1.4%

ในเยอรมนีเครื่องปฏิกรณ์แบบเตียงกรวด AVR ใช้เชื้อเพลิง TRISO ²³⁵ U − ²³² Th ผสมออกไซด์และดำเนินการตั้งแต่ปี 1967 จนถึงปี 1988 ^{[ 36 ]}โดยอิงตามการออกแบบ AVR เครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงทอเรียม (THTR-300)ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ขนาด 300 MWeได้ถูกสร้างขึ้นและเริ่มดำเนินการในปี 1985 อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์ทั้งสองประสบปัญหาด้านการออกแบบ THTR-300 ถูกปิดตัวลงในปี 1989 หลังจากดำเนินการได้เพียงสี่ปี

ในประเทศเนเธอร์แลนด์ ห้องปฏิบัติการ KEMA ได้ดำเนินการเครื่องปฏิกรณ์แบบเนื้อเดียวกันในน้ำแบบทดลองที่เรียกว่า KEMA Suspension Test Reactor (KSTR) KSTR   1 เมกะวัตต์ประกอบด้วยอนุภาคทอเรียมขนาด 5 ไมโครเมตรและอนุภาคยูเรเนียมออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงแขวนลอยอยู่ในน้ำเบา ได้รับการออกแบบให้เป็นเครื่องปฏิกรณ์ทดสอบสำหรับโรงไฟฟ้า AHR วงจรทอเรียม^{[ 37 ]} 

Engin Arıkนักฟิสิกส์อนุภาคชาวตุรกีมีส่วนร่วมในการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาคกับวงจรเชื้อเพลิงทอเรียม นอกเหนือจากงานทดลองของเธอในฟิสิกส์พลังงานสูงที่ CERN ซึ่งรวมถึงการทำงานร่วมกันในการทดลอง OPAL, ATLAS และ CAST เธอยังเป็นผู้เขียนและร่วมเขียนบทความที่ตรวจสอบระบบขับเคลื่อนด้วยเครื่องเร่งอนุภาค (ADS) ในฐานะวิธีการแปลงทอเรียม-232 ที่สามารถนำไปผลิตเป็นยูเรเนียม-233 ที่สามารถแตกตัวได้ผ่านไอโซโทปตัวกลางโปรแทคติเนียม-233 เธอให้เหตุผลว่าเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนความเข้มสูงและเครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งวิกฤตสามารถช่วยให้ใช้ประโยชน์จากแหล่งสำรองทอเรียมของตุรกีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์และลดกากกัมมันตรังสีที่มีอายุยาวนาน ผ่านสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ การนำเสนอในการประชุม และความเป็นผู้นำในโครงการศูนย์เครื่องเร่งอนุภาคตุรกี (TAC) Arık มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการวิจัยพลังงานทอเรียมโดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคในตุรกี^{[ 38 ]}

แม้จะมีประวัติที่บันทึกไว้ของพลังงานนิวเคลียร์ทอเรียม และการสาธิตที่ประสบความสำเร็จของการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์โดยใช้ทอเรียมโดยการทำงานของแกน LWBR ที่ Shippingport แต่ในปี 2009 ผู้เชี่ยวชาญด้านนิวเคลียร์จำนวนมากก็ยังไม่ทราบเรื่องนี้ ตามที่Chemical & Engineering Newsระบุว่า "คนส่วนใหญ่—รวมถึงนักวิทยาศาสตร์—แทบไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับธาตุโลหะหนักนี้และรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับมัน" โดยอ้างถึงความคิดเห็นของผู้เข้าร่วมการประชุมคนหนึ่งว่า "เป็นไปได้ที่จะมีปริญญาเอกด้านเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แต่ไม่รู้จักพลังงานทอเรียม" ^{[ 39 ]}

คนอื่นๆ รวมถึง Kirk Sorensen อดีต นักวิทยาศาสตร์ ของ NASAและผู้สนับสนุนธอร์เรียมที่มีชื่อเสียง เห็นด้วยว่า "ธอร์เรียมเป็นเส้นทางทางเลือก" ^{[ 40 ] [ 32 ] : 2}ตามที่ Sorensen กล่าวในการสัมภาษณ์สารคดี เขาได้ระบุว่า หากสหรัฐฯ ไม่ได้ยุติการวิจัยในปี 1974 ก็อาจจะ "บรรลุความเป็นอิสระด้านพลังงานได้ประมาณปี 2000" ^{[ 41 ]}

เมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม 2022 วุฒิสมาชิกสหรัฐฯTommy Tubervilleได้เสนอร่างกฎหมายวุฒิสภาสหรัฐฯ S.4242 – "ร่างกฎหมายเพื่อจัดให้มีการอนุรักษ์และจัดเก็บยูเรเนียม-233 เพื่อส่งเสริมการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวทอเรียม" หรือ 'พระราชบัญญัติความมั่นคงด้านพลังงานทอเรียม' ^{[ 42 ]}อย่างไรก็ตาม รัฐสภาไม่ได้นำร่าง กฎหมายนี้ไปใช้

• ความอุดมสมบูรณ์ธอร์เรียมมีปริมาณมากกว่ายูเรเนียม ถึงสามเท่า และมีปริมาณเกือบเท่ากับตะกั่วและแกลเลียมในเปลือกโลก^{[ 43 ] [ 5 ]} แหล่ง แร่หายากยังมีธอร์เรียมในปริมาณมาก ซึ่งจะถูกสกัดออกมาเป็นผลพลอยได้จากการทำเหมืองแร่หายาก^{[ 6 ] [ 44 ]}แหล่งแร่ธอร์เรียมยังกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วโลกมากกว่าแหล่งแร่ยูเรเนียม ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้ประเทศเพียงไม่กี่ประเทศครอบงำราคาธอร์เรียม และรับประกันเสถียรภาพด้านราคาเชื้อเพลิงธอร์เรียม^{[ 44 ]}

• ไม่เหมาะสมสำหรับการสร้างระเบิดการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ที่ใช้งานได้จริงจากผลพลอยได้จากเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมนั้นทำได้ยาก ทำให้รัฐบาลอาจสามารถพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ต่อไปได้โดยไม่ทำให้การแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์เลวร้ายลง ทอเรียมไม่สามารถแตกตัวได้เหมือนยูเรเนียม ดังนั้นนิวเคลียสของทอเรียมที่อัดแน่นจะไม่เริ่มแตกตัวและระเบิด อย่างไรก็ตาม ยูเรเนียม-233 ที่ใช้ในวงจรนั้นสามารถแตกตัวได้ ดังนั้นจึงสามารถนำไปใช้สร้างอาวุธนิวเคลียร์ได้ แม้ว่าการผลิตพลูโทเนียมจะลดลงก็ตาม อัลวิน ราดคอฟสกีผู้ออกแบบโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ขนาดเต็มรูปแบบแห่งแรกของโลก กล่าวว่า "อัตราการผลิตพลูโทเนียมของเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมจะน้อยกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ของเครื่องปฏิกรณ์มาตรฐาน และปริมาณไอโซโทปของพลูโทเนียมจะทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการระเบิดนิวเคลียร์" ^{[ 32 ] : 11 [ 45 ]}มีการทดสอบระเบิดยูเรเนียม-233 หลายลูก แต่การมีอยู่ของยูเรเนียม-232มีแนวโน้มที่จะ "เป็นพิษ" ต่อยูเรเนียม-233 ในสองวิธี: รังสีเข้มข้นจากยูเรเนียม-232 ทำให้วัสดุนั้นจัดการได้ยาก และยูเรเนียม-232 นำไปสู่การระเบิดก่อนกำหนดได้ การแยกยูเรเนียม-232 ออกจากยูเรเนียม-233 พิสูจน์แล้วว่าทำได้ยากมาก แม้ว่าเทคนิคการแยกไอโซโทปด้วยเลเซอร์ แบบใหม่จะช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนั้นได้ ^{[ 46 ] [ 47 ]}ในสหรัฐอเมริกา AEC และ DOE ได้ดำเนินการกับยูเรเนียม-233 หลายกิโลกรัมที่ Rocky Flats และประสบความสำเร็จในการใช้ขั้นตอนการแยกทางเคมีหลายขั้นตอนเพื่อแยกผลิตภัณฑ์การสลายตัวของยูเรเนียม-232 ^{[ 23 ]}

• กากกัมมันตรังสีน้อยลงวงจรเชื้อเพลิงทอเรียมผลิตกากกัมมันตรังสีระดับสูง น้อย กว่าวงจรเชื้อเพลิงยูเรเนียมแบบใช้ครั้งเดียว เนื่องจากวงจรทอเรียมผลิตแอคติไนด์รอง (เช่นเนปทูเนียมอเมริเซียมแคลิฟอร์เนียม ) และพลูโทเนียมน้อยกว่าวงจรที่ใช้^238Uความเป็นพิษของรังสีและอายุการใช้งานที่ยาวนานของกากกัมมันตรังสีระดับสูงนั้นส่วนใหญ่เกิดจากแอคติไนด์รองและพลูโทเนียม ดังนั้นเชื้อเพลิงวงจรทอเรียมจึงช่วยลดอายุการใช้งานและข้อกำหนดในการจัดเก็บกากกัมมันตรังสีระดับสูง^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม วงจรทอเรียมยังผลิตแอคติไนด์ที่มีอายุยืนยาวอื่นๆ เช่น^231Pa , ^229Thและ^230Uซึ่งอาจมีส่วนทำให้เกิดความเป็นพิษของรังสีที่มีอายุยืนยาวเช่นกัน การผลิตผลิตภัณฑ์จากการกระตุ้นและผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวก็มีความคล้ายคลึงกันโดยทั่วไประหว่างวงจรเชื้อเพลิงที่ใช้ทอเรียมและยูเรเนียม^{[ 6 ]}

• การเก็บเกี่ยวพลูโทเนียมเกรดอาวุธ เชื้อเพลิงทอเรียม-พลูโทเนียมผสมออกไซด์มีความน่าสนใจมากกว่าสำหรับการทำลายพลูโทเนียมเกรดอาวุธ (WPu) ส่วนเกินในวงจรแบบผ่านครั้งเดียว เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงยูเรเนียม-พลูโทเนียม เนื่องจากเชื้อเพลิงชนิดแรกไม่ก่อให้เกิดพลูโทเนียมเพิ่มขึ้นในระหว่างการทำงานเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วที่ใช้เชื้อเพลิงทอเรียมสามารถเผาพลูโทเนียมส่วนเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ก่อให้เกิดพลูโทเนียมเพิ่มเติมในกระบวนการ ซึ่งแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์เร็วที่ใช้ยูเรเนียม-พลูโทเนียม เชื้อเพลิงพลูโทเนียมสามารถใช้แทน²³³ U เพื่อเริ่มต้นเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมแบบผลิตเชื้อเพลิงได้ ดังนั้น การเปลี่ยนไปใช้ทอเรียมจึงสามารถทำได้โดยการเผาพลูโทเนียมเกรดอาวุธ (WPu) หรือพลูโทเนียมพลเรือน^{[ 6 ]}

• การทำเหมืองง่ายกว่าการทำเหมืองธอร์เรียมปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากกว่าการทำเหมืองยูเรเนียม แร่ธอร์เรียมโมนาไซต์โดยทั่วไปจะมีปริมาณธอร์เรียมเข้มข้นกว่าเปอร์เซ็นต์ของยูเรเนียมที่พบในแร่ชนิดเดียวกัน ทำให้ธอร์เรียมเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่มีต้นทุนคุ้มค่ากว่าและก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า การทำเหมืองธอร์เรียมยังง่ายกว่าและอันตรายน้อยกว่าการทำเหมืองยูเรเนียม เนื่องจากเหมืองเป็นแบบเปิด ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการระบายอากาศ ต่างจากเหมืองยูเรเนียมใต้ดินที่ ระดับ เรดอนอาจเป็นอันตรายได้^{[ 6 ]}

• จะต้องมีการทดสอบ วิเคราะห์ และออกใบอนุญาตจำนวนมากและมีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งต้องอาศัยการสนับสนุนจากภาคธุรกิจและภาครัฐ^{[ 5 ]}ในรายงานปี 2012 เกี่ยวกับการใช้เชื้อเพลิงทอเรียมกับเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีอยู่Bulletin of the Atomic Scientistsแนะนำว่า “จะต้องใช้เงินลงทุนมากเกินไปและไม่มีผลตอบแทนที่ชัดเจน” และ “จากมุมมองของบริษัทสาธารณูปโภค ปัจจัยขับเคลื่อนที่ถูกต้องตามกฎหมายเพียงอย่างเดียวที่สามารถกระตุ้นให้มีการแสวงหาทอเรียมได้คือเศรษฐศาสตร์” ^{[ 48 ]}
• ต้นทุนการผลิตและการแปรรูปสูงกว่าการใช้แท่งเชื้อเพลิงแข็งแบบดั้งเดิม^{[ 5 ] [ 44 ]}
• เมื่อฉายรังสีธอร์เรียมเพื่อใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ จะได้ยูเรเนียม-232 ซึ่งปล่อยรังสีแกมมา กระบวนการฉายรังสีนี้อาจเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยโดยการกำจัดโปรแทคติเนียม-233การสลายตัวของโปรแทคติเนียม-233 จะสร้างยูเรเนียม-233 แทนยูเรเนียม-232 สำหรับใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ ทำให้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิงอเนกประสงค์^{[ 49 ] [ 50 ]}
• จุดหลอมเหลวของธอร์เรียมไดออกไซด์ (3350  °C) สูงกว่าจุดหลอมเหลวของยูเรเนียมไดออกไซด์ (2800  °C) ส่งผลให้ต้องใช้ อุณหภูมิ การเผาผนึก ที่สูงขึ้น หรือเติมสารช่วยเผาผนึกที่ไม่ทำปฏิกิริยาเพื่อผลิตเชื้อเพลิงที่มีธอร์เรียมไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบ^{[ 6 ] : 2}
• ธอร์เรียมเป็นวัสดุที่สามารถสร้างเชื้อเพลิงได้ไม่ใช่วัสดุที่สามารถแตกตัวได้ ซึ่งหมายความว่าเชื้อเพลิงจะต้องใช้ร่วมกับวัสดุที่สามารถแตกตัวได้ เช่น ยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม เพื่อเริ่มต้นและรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ที่จำเป็นในการผลิตพลังงาน^{[ 5 ] [ 51 ]}
• ธอร์เรียมมีประโยชน์ค่อนข้างน้อยในการใช้งานด้านการผลิตพลังงานที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ ส่งผลให้ความต้องการในการสำรวจแหล่งสำรองธอร์เรียมมีน้อยมาก^{[ 6 ]}

คาร์โล รูบเบียผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์และอดีตผู้อำนวยการCERN ชื่นชอบธอร์เรียมมานานแล้ว ตามที่รูบเบียกล่าวไว้ว่า "เพื่อที่จะสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างแข็งแกร่ง พลังงานนิวเคลียร์จะต้องได้รับการปรับเปลี่ยนอย่างลึกซึ้ง" ^{[ 52 ]}

ฮันส์ บลิกซ์อดีตผู้อำนวยการใหญ่ขององค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศกล่าวว่า "เชื้อเพลิงทอเรียมก่อให้เกิดของเสียที่มีปริมาตรน้อยกว่า มีความเป็นพิษน้อยกว่า และมีอายุสั้นกว่าของเสียที่เกิดจากเชื้อเพลิงยูเรเนียมมาก" ^{[ 53 ]}

การวิจัยและพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ธอร์เรียมเป็นหลัก โดยเฉพาะเครื่องปฏิกรณ์ธอร์เรียมฟลูออไรด์เหลว (LFTR) และ การออกแบบ MSRได้ดำเนินการหรือกำลังดำเนินการอยู่ในสหรัฐอเมริกาสหราชอาณาจักรเยอรมนี บราซิล อินเดียอินโดนีเซียจีน ฝรั่งเศสสาธารณรัฐเช็กญี่ปุ่น รัสเซียแคนาดาอิสราเอลเดนมาร์กและเนเธอร์แลนด์^{[ 54 ] [ 32} ] มีการจัดการประชุมกับผู้เชี่ยวชาญจากมากถึง 32 ประเทศ รวมถึงการประชุมโดยองค์การวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป ( CERN ) ในปี 2013 ซึ่งมุ่งเน้นไปที่ธอร์เรียมในฐานะเทคโนโลยีนิวเคลียร์ ทางเลือก ที่ไม่ต้องผลิตกากกัมมันตรังสี^{[ 55 ]}ในบรรดาผู้เชี่ยวชาญที่เป็นที่ยอมรับฮันส์ บลิกซ์อดีตหัวหน้าองค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ เรียกร้องให้มีการสนับสนุนเทคโนโลยีพลังงานนิวเคลียร์ใหม่มากขึ้น และกล่าวว่า "ตัวเลือกธอร์เรียมไม่เพียงแต่ ^จะมอบแหล่งเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนใหม่สำหรับพลังงานนิวเคลียร์ให้กับโลกเท่านั้น แต่ยังใช้ประโยชน์จากพลังงานของเชื้อเพลิงได้ดียิ่งขึ้นอีกด้วย" ^{[ 56 ]}

การประเมินล่าสุดโดยหน่วยงานระหว่างประเทศและกลุ่มอุตสาหกรรมระบุว่าวงจรเชื้อเพลิงที่ใช้ธอร์เรียมเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ในระยะยาวสำหรับพลังงานพื้นฐานคาร์บอนต่ำ โดยสังเกตถึงข้อได้เปรียบที่อาจเกิดขึ้นในด้านความอุดมสมบูรณ์ของเชื้อเพลิง การเผาไหม้สูง และลักษณะของของเสียบางประการ ในขณะเดียวกันก็เน้นย้ำว่าการออกแบบส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัย การทดสอบ หรือการสาธิตเบื้องต้น^{[ 51 ] [ 5 ]}

สหรัฐอเมริกา

ในรายงานเดือนมกราคม 2012 ที่ส่งถึงรัฐมนตรี ว่า การกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาคณะกรรมการ Blue Ribbon Commission on America's Future ระบุว่า "มีการเสนอเครื่องปฏิกรณ์แบบหลอมเหลวโดยใช้ธอร์เรียมด้วย" ^{[ 111 ]}ในเดือนเดียวกันนั้น มีรายงานว่ากระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา "กำลังร่วมมือกับจีนอย่างเงียบๆ" ในการออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้ธ อร์เรียมโดยใช้MSR ^{[ 112 ]}

ผู้เชี่ยวชาญและนักการเมืองบางคนต้องการให้ธอร์เรียมเป็น "เสาหลักของอนาคตนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ" ^{[ 113 ]}วุฒิสมาชิกแฮร์รี รีดและออร์ริน แฮทช์ ในขณะนั้น สนับสนุนการใช้เงินทุนวิจัยของรัฐบาลกลาง 250 ล้านดอลลาร์เพื่อฟื้นฟูการวิจัยของ ORNL ^{[ 11 ]}ในปี 2009 สมาชิกสภาผู้แทนราษฎรโจ เซสแทคพยายามอย่างไม่สำเร็จที่จะขอรับเงินทุนสำหรับการวิจัยและพัฒนา เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเรือ พิฆาต [เครื่องปฏิกรณ์ที่มีขนาดเพียงพอที่จะขับเคลื่อนเรือพิฆาต] โดยใช้เชื้อเพลิงเหลวที่มีธอร์เรียมเป็นส่วนประกอบ^{[ 114 ]}

อัลวิน ราดคอฟสกีหัวหน้าผู้ออกแบบโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ขนาดเต็มรูปแบบแห่งที่สองของโลกในเมืองชิปปิ้งพอร์ต รัฐเพนซิลเวเนียได้ก่อตั้งโครงการร่วมระหว่างสหรัฐอเมริกาและรัสเซียในปี 1997 เพื่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ธอร์เรียม ซึ่งถือเป็น "ความก้าวหน้าเชิงสร้างสรรค์" ^{[ 115 ]}ในปี 1992 ขณะที่เป็นศาสตราจารย์ประจำอยู่ที่เทลอาวีฟประเทศอิสราเอล เขาได้ก่อตั้งบริษัท Thorium Power Ltd. ของสหรัฐอเมริกา ใกล้กับกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เพื่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ธอร์เรียม^{[ 115 ]}

เชื้อเพลิงหลักของ โครงการวิจัย HT ³ R ที่เสนอ ใกล้เมืองโอเดสซา รัฐเท็กซัส สหรัฐอเมริกา จะเป็นเม็ดทอเรียมเคลือบเซรามิก การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ยังไม่เริ่มต้น^{[ 116 ]}เดิมทีมีการประมาณการว่าต้องใช้เวลาสิบปีในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ให้แล้วเสร็จในปี 2549 (โดยมีกำหนดการเปิดใช้งานในปี 2558) ^{[ 117 ]}

ริชาร์ด แอล. การ์วินผู้ได้รับเหรียญอิสรภาพจากประธานาธิบดีและจอร์จ ชาร์ปักแนะนำให้ศึกษาตัวขยายพลังงาน เพิ่มเติม ในหนังสือMegawatts and Megatons (2001) หน้า 153–163 เกี่ยวกับศักยภาพในการวิจัยพลังงานนิวเคลียร์ที่ ใช้ทอเรียมเป็นสารตั้งต้น

บริษัท Clean Core Thorium Energy ซึ่งตั้งอยู่ในชิคาโก ได้คิดค้นและจดสิทธิบัตรส่วนผสมของยูเรเนียมและทอเรียมที่เป็นกรรมสิทธิ์สำหรับHALEU (High Assay Low Enriched Uranium) ส่วนผสมเชื้อเพลิงนี้เรียกว่า ANEEL (Advanced Nuclear Energy for Enriched Life) เพื่อเป็นเกียรติแก่Anil Kakodkar HALEU คือยูเรเนียมที่ได้รับการเสริมสมรรถนะในระดับมากกว่า 5% แต่ต่ำกว่า 20% ตามมาตรฐานของสมาคมนิวเคลียร์โลกและต้องการการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ทันสมัยซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา แต่ตามคำกล่าวของ Mehul Shah ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของ Clean Core Thorium Energy เครื่องปฏิกรณ์ CANDU ที่ใช้งานอยู่ และอนุพันธ์ของมัน เช่นIPHWRสามารถใช้ ANEEL ได้ Sean McDeavitt ศาสตราจารย์ใน ภาควิชาวิศวกรรมนิวเคลียร์ มหาวิทยาลัย Texas A&Mและผู้อำนวยการศูนย์วิศวกรรมนิวเคลียร์และวิทยาศาสตร์ กล่าวว่า ANEEL เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ชนิดแรกที่ผสมผสานทอเรียมและ HALEU ในองค์ประกอบที่เป็นกรรมสิทธิ์และไม่เหมือนใคร เพื่อส่งเสริมการสร้างและการนำ ANEEL ไปใช้ห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์ของแคนาดา (CNL) และ Clean Core ได้ลงนามในบันทึกความเข้าใจในเดือนเมษายน พ.ศ. 2566 CNL ตกลงที่จะสนับสนุนความพยายามในการวิจัยและพัฒนาและการขอใบอนุญาตของ Clean Core ตามบันทึกความเข้าใจดังกล่าว^{[ 118 ]}

ธอร์เรียมส่วนใหญ่พบร่วมกับแร่ฟอสเฟตธาตุหายากโมนาไซต์ซึ่งมีธอร์เรียมฟอสเฟตสูงถึงประมาณ 12% แต่โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 6–7% ทรัพยากรโมนาไซต์ทั่วโลกคาดว่ามีประมาณ 12 ล้านตัน โดยสองในสามอยู่ในแหล่งแร่ทรายหนักบนชายฝั่งทางใต้และตะวันออกของอินเดีย นอกจากนี้ยังมีแหล่งสะสมจำนวนมากในอีกหลายประเทศ( ดูตาราง "ปริมาณสำรองธอร์เรียมทั่วโลก") ^{[ 5 ]}โมนาไซต์เป็นแหล่งที่ดีของธาตุหายาก (REEs) แต่ปัจจุบันการผลิตโมนาไซต์ยังไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เนื่องจากธอร์เรียมกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้จะต้องถูกเก็บไว้อย่างไม่มีกำหนด อย่างไรก็ตาม หากมีการนำโรงไฟฟ้าที่ใช้ธอร์เรียมมาใช้ในวงกว้าง ความต้องการธอร์เรียมเกือบทั้งหมดของโลกก็สามารถจัดหาได้ง่ายๆ โดยการกลั่นโมนาไซต์เพื่อแยกธาตุหายากที่มีมูลค่าสูงกว่าออกมา^{[ 120 ]}

การประมาณค่าสำรองที่มั่นใจได้ (RAR) และปริมาณสำรองเพิ่มเติมโดยประมาณ (EAR) ของธอร์เรียมอีกประการหนึ่งมาจาก OECD/NEA พลังงานนิวเคลียร์ "แนวโน้มในวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์" ปารีส ฝรั่งเศส (2001) ^{[ 6 ]} (ดูตาราง "การประมาณการของ IAEA ในหน่วยตัน") ^{[ 6 ] :หน้า 102}

ตัวเลขข้างต้นเป็นปริมาณสำรอง ซึ่งหมายถึงปริมาณธอร์เรียมในแหล่งสะสมที่มีความเข้มข้นสูงที่ได้มีการสำรวจและประเมินไว้แล้ว และสามารถสกัดได้ในราคาตลาดปัจจุบัน ปริมาณธอร์เรียมทั้งหมดที่มีอยู่ในโลกซึ่งมีปริมาณมากกว่านี้หลายล้านเท่า (ประมาณ 3 × 10⁶ พันล้านตัน)^{เปลือกโลกหนัก 19}ตัน มีธอร์เรียมประมาณ 120 ล้านล้านตัน และมีธอร์เรียมในปริมาณที่น้อยกว่าแต่มหาศาลอยู่ในความเข้มข้นระดับกลาง ^{[ 121 ] [ 122 ]}ปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วถือเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของปริมาณทรัพยากรแร่ทั้งหมดในอนาคต

ในเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำ เชื้อเพลิงที่ต้องนำมาใช้ไม่ใช่ธอร์เรียม แต่เป็นเชื้อเพลิงออกไซด์ผสม ( เชื้อเพลิง MOX ) ^{[ 123 ]}หรือเชื้อเพลิงธอร์เรียมพลูโทเนียมออกไซด์ (เชื้อเพลิง TOX) ^{[ 124 ]}เชื้อเพลิงเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ^{[ 125 ]}

• เชื้อเพลิง MOX (Th-LEU) มีส่วนประกอบของยูเรเนียมไดออกไซด์ในปริมาณสูง (10–30%)
• เชื้อเพลิง TOX (Th-Pu) มีปริมาณพลูโทเนียมไดออกไซด์ต่ำ (2–8%)
• เชื้อเพลิง MOX (Th-233U) มีปริมาณยูเรเนียมไดออกไซด์ต่ำ (2–5%)

ประการแรก ไดออกไซด์แต่ละชนิดที่เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงจะถูกบดเป็นผง จากนั้นผงเหล่านี้จะถูกเติมสารเจือปนเพื่อจำกัดกัมมันตภาพรังสี รวมถึงเพิ่มความสามารถในการเผาผนึก ผงต่างๆ จะถูกผสม/บดเข้าด้วยกันจนเป็นผงที่เป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นจึงอัดเป็นเม็ดเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง^{[ 125 ] [ 126 ]}

ตามข้อมูลของสมาคมนิวเคลียร์โลกเครื่องปฏิกรณ์เจ็ดประเภทสามารถใช้เชื้อเพลิงทอเรียมได้ หกประเภทได้เริ่มใช้งานแล้วในบางช่วงเวลา: ^{[ 5 ]}

• เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักมาก (PHWRs)
  • เครื่องปฏิกรณ์แบบเอกพันธ์ในน้ำ (AHRs) ได้รับการเสนอให้เป็นการออกแบบเชื้อเพลิงเหลวที่สามารถรับยูเรเนียมและทอเรียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งแขวนลอยอยู่ในสารละลายน้ำหนักเบาได้^{[ 127 ]}มีการสร้าง AHRs ขึ้น และตามฐานข้อมูลเครื่องปฏิกรณ์ของ IAEA ปัจจุบันมีเครื่องปฏิกรณ์วิจัยที่ใช้งานอยู่ 7 เครื่อง
• เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด (แบบเบา) (BWRs)
• เครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง (แบบเบา) (PWRs)
• เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว (MSRs) รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมฟลูออไรด์เหลว (LFTRs) ^{[ 128 ]}
  • เครื่องปฏิกรณ์แบบเพาะพันธุ์ด้วยเกลือหลอมเหลว หรือ MSBR ใช้ธอร์เรียมเพื่อเพาะพันธุ์วัสดุฟิสไซล์เพิ่มเติม^{[ 129 ]}
• เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง (HTGRs)
• เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว( FNRs ) – เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้นิวตรอนเร็วในการทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชัน 
• เครื่องปฏิกรณ์แบบขับเคลื่อนด้วยตัวเร่งอนุภาค( ADS ) – ประเภทของการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง 

• เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่ 4 – เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่ที่อยู่ระหว่างการพัฒนา 
• โครงการพลังงานนิวเคลียร์สามขั้นตอนของอินเดีย– โครงการพลังงานนิวเคลียร์ของอินเดียตามวิสัยทัศน์ของโฮมี เจ. บาบฮา 
• รายชื่อประเทศตามปริมาณทรัพยากรธอร์เรียม
• พลังงานนิวเคลียร์ในฐานะพลังงานหมุนเวียน

• ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้ธาตุทอเรียมในวิกิดาต้า
• Dunning, Brian (24 มกราคม 2017). "Skeptoid #555: เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียม: ข้อเท็จจริงและเรื่องแต่ง" . Skeptoid .