Ядерная энергетика будущего будет питаться радиоактивными отходами сегодняшнего дня

Одни только Соединённые штаты производят около 2 тысяч тонн радиоактивных отходов каждый год, и пока что лучшее, что с ними можно сделать – это закопать глубоко в землю. Однако пара учёных из MIT уверены, что они не только нашли лучший способ уничтожать ядерные отходы, но и перерабатывать их в достаточно чистую энергию, которой хватит, чтобы питать всю планету до 2083 года.

Традиционный метод получения ядерной энергии включает в себя помещение радиоактивных стержней в ядро реактора, где их вещество преобразуется в энергию. Проблема заключается в том, что этот процесс не особенно эффективен. На протяжении четырёх лет срока службы стержня, только 3 процента его вещества используется в реакции, а остальные 97 превращаются в отходы. И поскольку у нас нет надёжного метода их утилизации, их приходится хоронить в подземных могильниках. На протяжении последних сорока лет США произвели 67.500 тонн этих отходов. Но есть ли способ их переработки и извлечения оставшейся энергии? Теперь есть. Вот он.

Реакторы соляного расплава – это ядерные реакторы, которые используют расплавленные соли фтора в качестве основного охладителя. Эти соли являются гораздо лучшими поглотителями тепла, чем гелий, используемый в реакторах лёгкой воды, что существенно снижает потребность в дополнительном охлаждении. Ядерное топливо (тетрафторид урана) также может растворяться напрямую в охладителе. Когда жидкость помещается в графитовое ядро, смесь набирает критическую массу и начинает вращать турбину, генерирующую электричество. В отличие от традиционных реакторов лёгкой воды, реакторы соляного расплава функционирует при очень высоких температурах для достижения термодинамической эффективности, но при обычном атмосферном давлении, чтобы снизить механические нагрузки на систему.

Спроектированная сооснователями компании «Transatomic» и бывшими учёными из MIT Лесли Дивейном и Марком Мэсси система усовершенствует технологию реактора соляного расплава (WAMSR). Новая система является топливо-независимой и может работать как на урановых, так и на ториевых отходах реакторов лёгкой воды. По данным «Transatomic» их технология необычайно эффективна – она способна утилизировать до 98 процентов оставшейся в топливе энергии. Поскольку топливо пребывает в жидком состоянии, оно может находиться в реакторе гораздо дольше, чем стержень, что позволяет извлечь из него больше энергии. И что ещё более важно, использование в качестве топлива отходов уменьшает период их радиоактивного распада с сотен тысяч лет до всего лишь сотен.

Сама система также является более безопасной, чем традиционная, поскольку в ней поддерживается низкое давление, что позволяет топливной смеси расширяться при нагревании и таким образом саморегулировать протекание реакции. Если система перегреется, смесь расширится достаточно сильно, чтобы выйти за пределы критической массы, и автоматически остановит реакцию. Также в системе предусмотрен барьер с активным охлаждением, который ведёт в укреплённое подземное хранилище для топливной смеси. В случае крупного перебоя в питании, активное охлаждение барьера прекратится, он расплавится, и соляной расплав стечёт в хранилище, где в безопасности дождётся восстановления питания системы.

Компания заявляет, что каждый реактор, использующий новую технологию, будет способен выработать 500 мегаватт энергии по цене 1.5 миллиарда долларов за один реактор. Это может показаться высокой ценой, но следует сказать, что, к примеру, новый реактор АР1000 на лёгкой воде компании «Westinghouse» вырабатывает всего в два раза больше при цене 7 миллиардов долларов. И при этом реакторы «Transatomic» достаточно компактны, чтобы их можно было целиком доставить на станцию, где они немедленно могут приступить к переработке огромной горы бесполезных ядерных отходов на сумму более 7,1 триллиона долларов.

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: