Ядерная энергетика переживает второе рождение. Многие страны видят в ней способ сократить выбросы углерода. Но остается проблема отходов. Отработанное топливо опасно сотни тысяч лет и никто не знает, что с ним делать.

Изображение: Flux ai

Ученые из штата Вирджинии (США) предлагают не просто нейтрализовать отходы, а использовать их как ресурс. В Лаборатории Джефферсона (Thomas Jefferson National Accelerator Facility) создают установку, ускоряющую распад опасных изотопов из ядерных отходов. Заодно выделяется тепло, которое можно превратить в электричество.

В основе метода лежит явление спалляции (процесс, когда частица “скалывает” с атома мишени “горсть” протонов и нейтронов). Пучок протонов разгоняют в сверхпроводящей ниобиевой камере и бьют им в мишень из жидкой ртути. При ударе из мишени вылетают нейтроны, которые направляют на отработанный ядерный материал. Нейтроны взаимодействуют с нестабильными изотопами и переводят их в состояние, которое распадается за сотни лет вместо сотен тысяч.

Проект финансирует агентство ARPA-E (американская организация, созданная в целях финансирования научных исследований и разработок энергетических технологий) в рамках программы NEWTON. Задача состоит в том, чтобы довести технологию до промышленного применения. Лаборатория уже получила более $8 миллионов долларов.

Ученые работают над двумя улучшениями. Первая задача состоит в том, чтобы покрыть ниобиевую камеру слоем олова. Это позволит поднять рабочую температуру и снизить затраты на охлаждение. Вторая цель - это создать мощный магнетрон, который будет работать на частоте 805 МГц, чтобы точно совпадать с частотой ускорителя.

Если технология заработает в промышленных масштабах, проблема ядерных отходов перестанет быть такой пугающей. Вместо токсичного груза на тысячелетия вперед человечество получит источник энергии и материалы, которые можно безопасно захоронить через пару поколений.