Новости химической науки > Трансмутация и быстрая дезактивация радиоактивных отходов

Появилась возможность существенно уменьшить время дезактивации радиоактивных отходов – от нескольких миллионов до 300-500 лет.

Для ускорения распада радиоактивных отходов (прежде всего актиноидов, более тяжелых чем уран – америций, кюрий) предлагается трансмутировать их в более короткоживущие ядра.

Установка, способная изучать ядерные реакции радиоактивных материалов, бомбардируемых нейтронами (Рисунок ©: Vienna University of Technology)

Основа научной концепции трансмутации элементов была сформулирована еще в 20 веке и заключается в облучении актиноидов быстрыми нейтронами. Ядра, которые получаются в результате такой обработки, претерпевают быстрый распад до относительно короткоживущих ядер, которые, в свою очередь, быстро превращаются в стабильные ядра. Как поясняет профессор Объединенного Института Атомных Ядер Университетов Австрии Гельмут Лееб (Helmut Leeb), такая методика сможет уменьшить время распада долгоживущих радиоактивных изотопов с миллионов до сотен лет. По его словам, технологический прогресс может позволить осуществлять трансмутацию в промышленных масштабах в течение ближайших десяти лет.

Эффективная трансмутация радиоактивных отходов требует разработки нового оборудования. Австрийские исследователи предлагают новую концепцию установки – подкритический ядерный реактор, в котором не сможет реализоваться цепная реакция. Нейтроны, необходимые для проведения дальнейших реакций, поставляются ускорителем протонов с мишенью для расщепления.

Во время расщепления атомные ядра мишени (главным образом в роли такой мишени выступает свинец) расщепляются высокоэнергетическими протонами, в результате чего образуются нейтроны, необходимые для работы реактора. В последние два десятилетия основные усилия физиков-ядерщиков были направлены на промышленное внедрение методики, хорошо зарекомендовавшей себя в исследовательских лабораториях.

Лееб добавляет, что дополнительным фактором, позволяющим сократить количество образующихся радиоактивных отходов, является переход на альтернативное ядерное топливо (ториево-урановый цикл). Он поясняет, что торий является потенциальным ядерным топливом, при распаде которого практически не происходит образование актиноидов. Помимо этого, содержание тория в земной коре в пять раз превышает содержание урана. Однако для использования тория в ядерной энергетике требуется разработка специальных реакторов, которые, помимо соответствия реакционной способности тория в ядерных процессах должны быть рассчитаны на более сильный уровень γ-радиации. В настоящее время работа над разработкой промышленных реакторов для ториевого ядерного топлива ведется индийскими физиками-ядерщиками.

Источник: Vienna University of Technology press-release

метки статьи: #радиохимия и химия высоких энергий, #химическая технология