В США найдено решение главной проблемы атомной энергетики

На протяжении десятилетий ядерная энергия считалась «белой вороной» во всей отрасли из-за многих недостатков, главнейший из которых – опасные побочные продукты работы атомных электростанций. Ядерные отходы печально известны тем, что могут оставаться опасно радиоактивными в течение многих тысяч лет. В настоящее время в контейнерах для временного хранения находятся тысячи метрических тонн отработанного твердого топлива с атомных электростанций по всему миру.


К счастью, мир приблизился к окончательному решению своей ядерной угрозы: ученые из Национального научного центра имени Томаса Джефферсона Министерства энергетики США в настоящее время разрабатывают ускорительные системы (ADS), предназначенные для преобразования долгоживущих ядерных отходов в короткоживущие изотопы, что потенциально сократит необходимое время хранения ядерных отходов на 99,7%. Когда технология пойдет в массовое применение – произойдет самая настоящая революция, так как указанный недостаток тормозит развитие всей отрасли и порождает противников атомной энергетики.

В ускорителе частиц лаборатории Джефферсона используются высокоэнергетические пучки протонов, которые попадают на мишень из тяжелого металла (например, жидкой ртути), вызывая расщепление и образование нейтронов. Затем эти нейтроны бомбардируют ядерные отходы (минорные актиниды и долгоживущие продукты деления), «сжигая» их и превращая в более стабильные или короткоживущие элементы. Реакции деления, инициированные этим процессом, генерируют тепло, которое может быть преобразовано в безуглеродную электроэнергию. Этот процесс может сократить необходимое время изоляции ядерных отходов примерно со 100 тысяч лет до всего лишь 300 лет.

Проект лаборатории Джефферсона финансируется в рамках программы NEWTON (Nuclear Energy Waste Transmutation Optimized Now) стоимостью 8,17 млн долларов, направленной на разработку высокоэффективных сверхпроводящих радиочастотных (SRF) резонаторов, в частности, на проектирование ниобиево-оловянных резонаторов для этих мощных линейных ускорителей протонов. Традиционные ускорители частиц используют дорогостоящие криогенные системы охлаждения для достижения сверхпроводящих температур.

Лаборатория Джефферсона разрабатывает экономически эффективную технологию ускорителей частиц, покрывая полости из чистого ниобия тонким слоем олова. В результате образуется высокоэффективное интерметаллическое соединение ниобия и олова, являющееся сверхпроводником, которое можно использовать для генерации мощных магнитных полей. Это нововведение позволяет полостям достигать сверхпроводящего состояния при более высокой температуре в 18 Кельвин.