Радиоактивные материалы могут стать безопасными гораздо быстрее: ученые сократили время распада на тысячелетие

Ядерная энергия не так чиста, как нам хотелось бы думать. Главной проблемой остаются радиоактивные отходы, требующие надлежащей утилизации. Основным врагом человечества здесь является время: естественный процесс распада опасных материалов может занять сотни тысяч лет. Однако группа американских исследователей нашла способ сократить этот срок в тысячу раз.

Об этом пишет BGR.

Министерство энергии США объявило, что Национальный ускорительный центр имени Томаса Джефферсона возглавит амбициозную программу по улучшению обращения с отходами АЭС. Проект, получивший название NEWTON (Оптимизация трансмутации ядерных отходов с целью получения энергии), основан на использовании ускорителей частиц.

Главная цель — сократить время радиоактивного распада отработанных топливных стержней со 100 000 лет до примерно 300 лет. Ученые называют этот процесс трансмутацией. Это фактически современная алхимия, где опасные радиоактивные изотопы превращаются в менее стабильные и быстрее распадающиеся.

Как работает технология будущего

Ускоритель частиц запускает пучки высокоэнергетических протонов в такие материалы, как жидкая ртуть. Во время этого процесса высвобождаются нейтроны, направляемые в контейнеры с ядерными отходами.

Нейтроны связываются с отработанным топливом, разбавляя материал и сокращая его радиоактивный срок службы. Важно, что эта реакция также генерирует дополнительную электроэнергию, что делает процесс более выгодным.

После завершения превращения вещество можно будет безопасно захоронить на 300 лет или даже переработать для полезных целей. При условии быстрого развития технологий этот срок в будущем может сократиться до нескольких десятилетий.

На программу NEWTON уже выделен грант в размере 8,17 миллиона долларов. Эти средства пойдут на два ключевых направления:

1. Усиление компонентов ускорителя: учёные планируют добавить слой олова на внутреннюю поверхность ниобиевого покрытия. Это позволит оборудованию работать при более высоких температурах, устраняя потребность в дорогостоящем криогенном охлаждении.

2. Эффективное питание: исследователи тестируют использование магнетрона для питания пучков частиц, что должно значительно повысить КПД всей установки.

Если лаборатория Джефферсона добьется успеха, уже через 30 лет инженеры смогут использовать эту технологию в промышленных масштабах. Это сделает ядерную энергетику более экологичной и лишит будущие поколения тяжести радиоактивного мусора.

Напомним, более 200 000 баррелей с радиоактивными отходами лежат на дне Атлантического океана уже около полувека. Это следствие практики 1946–1990 годов, когда европейские страны, в том числе Франция и Великобритания, сбрасывали ядерные материалы, запечатанные в бетон и асфальт, в море.