На съезде Американского химического общества в Вашингтоне были представлены результаты исследования, которое может изменить подход к будущей энергетике. Физик Терренс Тарновски из Национальной лаборатории Лос-Аламос (США) предложил необычный путь: использовать ядерные отходы для получения трития, редкого изотопа водорода, необходимого для термоядерного синтеза.
Сегодня человечество активно использует ядерное деление, когда атомы урана или плутония расщепляются и выделяют тепло. Но у такого процесса есть обратная сторона — тонны долгоживущих ядерных отходов. Их приходится десятилетиями хранить под контролем, опасаясь утечек радиации.
Термоядерный синтез — процесс, питающий звезды — напротив, обещает безопасное и почти бесконечное производство энергии. Для него нужны дейтерий и тритий, но если дейтерий легко получить из воды, то тритий остается редким и дорогим. Его мировые запасы оцениваются всего в десятки килограммов, и этого хватает лишь на очень ограниченные эксперименты.
Идея Тарновски заключается в том, чтобы заставить уже накопленные отходы работать на энергетику. В компьютерных моделях он рассматривал реакторы, где ускоритель частиц запускает процесс деления в радиоактивных остатках топлива. При этом выделяются нейтроны, которые после ряда переходов образуют тритий. В отличие от обычных атомных станций, такую систему можно включать и выключать, что делает ее более безопасной.
По расчетам, установка мощностью в 1 ГВт — этого хватает примерно для 800 тысяч домов — способна производить до двух килограммов трития в год. Это сопоставимо с объемами, которые сегодня дают все канадские реакторы. Более того, такая система генерировала бы тритий в 10 раз эффективнее, чем предполагаемые термоядерные станции.
Ученый планирует совершенствовать модели и добавлять новые элементы конструкции. В частности, использовать расплавленные литиевые соли как охлаждающий слой, что повысит безопасность и усложнит использование отходов в военных целях. По словам Тарновски, главная цель — предложить правительствам и энергетическим компаниям практичную схему, которая позволит снизить стоимость будущей термоядерной энергетики.
«Энергетический переход — дело дорогое, и мы должны стремиться к самым простым и эффективным решениям», — отмечает исследователь. И, возможно, именно эта система позволит превратить опасные отходы в шаг к чистой энергии будущего.
Ранее Наука Mail рассказала, как именно обогащают уран и зачем это нужно для мирной атомной энергетики.
