Физики разработали гибридный реактор синтеза-распада

Физики из University of Texas разработали технологию на основе реакции ядерного синтеза, которая будучи доведённой до реализации, позволит утилизировать большую часть отходов ядерных реакторов. Это позволит увеличить долю ядерной энергии в мировой энергетике, значительно уменьшив количество отходов, производимых ею.

Учёные говорят: "Мы нашли относительно дешёвый способ использования реакции ядерного синтеза, для переработки отходов ядерных реакторов." Сейчас отходы ядерных реакторов или частично перерабатываются или вообще не перерабатываются и складываются в специальных площадках. Новое изобретение позволит значительно уменьшить средства, необходимые на постройку таких площадок.

Центром гибридного реактора синтеза-распада является Compact Fusion Neutron Source (CFNS). С помощью ядерного синтеза CFNS будет производить нейтроны, необходимые для ядерного распада с использованием отработанного топлива. Эти нейтроны подпитывают ядерную реакцию и делают её стабильной и продолжительной. Полное описание этой разработки опубликовано в журнале Fusion Engineering and Design.

Учёные предлагают перерабатывать топливо в два этапа. На первом они предлагают использовать отработанное топливо в реакторах Light Water Reactor (LWR), на этом этапе перерабатывается 75% отработанного топлива, но оно не преобразует самые радиоактивные частицы, при этом также производится энергия. Дальше, на втором этапе, с помощью CFNS, перерабатываются высокорадиоактивные частицы и вместе система перерабатывает 99% ядерных отходов обычных реакторов, и при этом выделяет энергию.

Одного гибридного реактора достаточно на 10 – 15 реакторов LWR. CFNS по размерам не больше небольшой комнаты и его размеры гораздо меньше, чем у других решений, пытающихся справиться с этой же задачей. Вместе с тем, что не нужно строить специальные площадки для консервирования ядерных отходов, технология CFNS значительно дешевле всех других решений и перерабатывает отходы также быстрее, чем все другие решения.

CFNS базируется на технологии ТОКОМАК, в которой термоядерная плазма, разогретая до 100 млн градусов по Цельсию, удерживается с помощью сильных электромагнитных полей. Реактор, удерживающий в себе плазму и являющийся основой для CFNS, называется Super X Divertor. Сейчас производство чистой энергии термоядерного синтеза является целью многих учёных по всему миру, но в ближайшее время не ожидается промышленных решений, CFNS же позволит в кратчайшие сроки перейти на гибридные реакторы и становится переходным мостиком между ядерными реакторами и термоядерными реакторами. Дополнительно стоит отметить, что некоторые группы уже собираются использовать технологию CFNS в своих реакторах, например, MAST в Англии и DIIID и NSTX в США. Дальше гибридный реактор ожидают испытания и, со временем, вполне возможна промышленная реализация.