вчені знаходять спосіб отримати рідкісний ізотоп водню

Американські вчені моделюють інноваційний реактор, здатний перетворювати ядерні відходи на тритій — дефіцитне паливо для термоядерного синтезу.

Фізик Теренс Тарновський з Лос-Аламоської національної лабораторії (LANL) пропонує переробку високорадіоактивних ядерних відходів для отримання тритію — “рідкісного різновиду водню, який слугує одним з основних видів палива в ядерному синтезі”. Як зазначає вчений, “зараз вартість комерційного тритію становить близько 15 мільйонів доларів за фунт, і США не мають жодних внутрішніх можливостей для його створення”. Проблему дефіциту тритію можна частково вирішити за допомогою технологій розщеплення атомів у ядерних відходах.

У своїх дослідженнях Тарновський використовує прискорювач частинок, який ініціює розщеплення атомів, виділяючи нейтрони. Саме ці нейтрони після низки ядерних перетворень сприяють утворенню тритію. Цей підхід вважається безпечнішим за традиційні ланцюгові реакції, що застосовуються в діючих атомних електростанціях. “Функція прискорювача дозволить операторам вмикати і вимикати ці реакції”, йдеться в пресрелізі.

Наукове моделювання засвідчило, що реактор потужністю 1 ГВт потенційно зможе щорічно виробляти близько 2 кг тритію. Це вдесятеро перевищує виробництво тритію типовим термоядерним реактором при аналогічній тепловій потужності. Такий рівень продуктивності має стратегічне значення для енергетичного переходу, зокрема для майбутніх термоядерних електростанцій.

Тарновський планує вдосконалити програмний код для моделі, в якій ядерні відходи оточені розплавленою літієвою сіллю — це “усталений дизайн для реакторів з урановим паливом”, який раніше застосовувався лише в експериментальних умовах. Така конфігурація сприяє стабільній роботі реактора та зниженню ризиків радіаційного забруднення.

За словами вченого, “енергетичний перехід — це дорога справа, і завжди, коли є можливість його полегшити, ми повинні спробувати”. В умовах обмежених запасів тритію та високої вартості його виробництва запропонована технологія має потенціал для трансформації енергетичного сектору. Особливо актуально це для США, які накопичили тисячі тонн радіоактивних відходів, що вимагають безпечного і дорогого зберігання.

Результати дослідження будуть представлені на осінній зустрічі Американського хімічного товариства (ACS), яка пройде 17–21 серпня. Проект фінансується Лос-Аламоською національною лабораторією та Національною адміністрацією з ядерної безпеки. Якщо запропонована система буде реалізована, це дозволить забезпечити енергією сотні тисяч домогосподарств, зменшуючи залежність від викопного палива та сприяючи зниженню рівня викидів вуглецю.

Таким чином, ядерні відходи, які донедавна вважалися загрозою, можуть стати ресурсом для чистого енергетичного майбутнього.