Физики сделали значительный шаг к энергетике грядущего
Можно ли превратить ядерные отходы из проблемы в источник энергии? Физик Терренс Тарновски из Лос-Аламосской национальной лаборатории считает, что да. На недавней конференции Американского химического общества он предложил использовать отработанное ядерное топливо для получения трития — редкого и очень дорогого изотопа водорода, необходимого для реакций ядерного синтеза. Именно синтез, в отличие от известного деления атомов, теоретически способен предоставить человечеству практически безграничную чистую энергию.
Одним из основных препятствий на пути к коммерческому ядерному синтезу является то, что ученые пока не могут добиться его «зажигания» — самоподдерживающейся реакции, которая вырабатывает больше энергии, чем потребляет. Еще одной сложностью является топливо. Для первых реакторов потребуется именно тритий, а его на Земле практически нет. Существующие методы производства обеспечивают ограниченные объемы, а цена достигает около 33 миллионов долларов за килограмм. При этом тритий очень нестабилен: его запасы с каждым годом уменьшаются на 5,5%, так что накопить этот ресурс впрок невозможно.
Тарновски предложил достаточно простое решение: извлекать тритий из уже имеющихся в огромных объемах радиоактивных отходов атомных электростанций. В США сейчас накоплено около 90 тысяч тонн такого материала, большая часть которого опасна для окружающей среды и требует дорогостоящего хранения. Используя ускоритель частиц, можно расщеплять атомы в этом топливе так, чтобы в процессе побочных реакций образовывался именно тритий. Конечно, даже эта дополнительная переработка не избавит мир от ядерных отходов — оставшийся после получения трития материал все равно будет радиоактивным. Но она позволит «выжать» из этих отходов дополнительную пользу.
По предварительным расчетам, затратив энергию мощностью один гигаватт (это аналогично работе крупной электростанции), за год можно получить около двух килограммов трития. Этого количества было бы достаточно, чтобы обеспечить электричеством десятки тысяч домов. И самое замечательное — предложенная схема, по оценкам Тарновски, может давать более чем в десять раз больше изотопа, чем существующие методы, причем при аналогичных энергозатратах. «Эта технология возможна уже сегодня, — подчеркивает ученый. — И она может стать радикальным поворотом в подходе к утилизации накопленных ядерных отходов».
Несомненно, прежде чем проект будет реализован, ученым предстоит провести обширную работу: проработать детали, оценить экономическую целесообразность, обеспечить безопасность. Но сам факт того, что на научных форумах идея воспринимается положительно, уже говорит о переменах. Если в конце XX века само словосочетание «ядерная энергия» у многих ассоциировалось с Чернобылем и вызывало страх, то сегодня интерес к ядерным технологиям возвращается. И, возможно, именно в них заключен ключ к энергетике будущего, где отходы становятся ценным ресурсом.
Фото: hi-tech.mail.ru