Ядерные отходы превратят в топливо для будущего: учёный предложил неожиданный способ

Теренс Тарновски, исследователь из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL), разработал концепцию утилизации отработанного ядерного топлива (ОЯТ) для производства трития — тяжёлого изотопа водорода, необходимого для работы термоядерных реакторов будущего. Идея была представлена пресс-службой Американского химического общества (ACS).

Сегодня стоимость одного килограмма трития оценивается примерно в 33 млн долларов США, при этом в самих Соединённых Штатах отсутствуют мощности для его промышленного производства. Мировые запасы этого вещества составляют лишь несколько сотен килограммов, а для эксплуатации одной термоядерной электростанции мощностью 1 ГВт·ч ежегодно потребуется около 55 кг изотопа. Дефицит трития уже сегодня ставит под угрозу планы по созданию устойчивой термоядерной энергетики.

По словам Тарновски, в настоящее время тритий в ограниченных количествах получают либо внутри ядерных реакторов, где он образуется при распадах расщепляющихся элементов, либо в результате реакций нейтронов с литием-6. Однако объёмы такого производства явно недостаточны.

Учёный предложил альтернативный метод — специальные реакторы-размножители, в которых ОЯТ будет облучаться пучками частиц от относительно маломощного ускорителя. В результате нестабильные атомы топлива будут распадаться, выделяя поток нейтронов, взаимодействие которых с другими ядрами приведёт к образованию значительных объёмов трития.

Согласно расчётам, одна такая установка способна производить около 2 кг трития в год — это примерно соответствует объёмам всего производства изотопа в Канаде, одном из главных мировых поставщиков. Более того, выход в десять раз превышает теоретические показатели термоядерных реакторов с добавлением лития-6. Это делает предложенный подход крайне перспективным как для обеспечения будущих энергосистем топливом, так и с коммерческой точки зрения.