Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории Томаса Джефферсона Министерства энергетики США разработали революционную технологию, которая позволяет одновременно решать две проблемы: утилизировать ядерные отходы и производить дополнительную электроэнергию.
Система использует ускоритель частиц для выстрела высокоэнергетическими протонами в мишень, например, жидкую ртуть. Этот процесс, называемый «спаллацией», вызывает поток нейтронов, которые взаимодействуют с долгоживущими изотопами в ядерных отходах.
Технология эффективно «сжигает» наиболее опасные компоненты отходов, превращая их в менее радиоактивные элементы. В то время как необработанное топливо остается опасным примерно 100 000 лет, переработка с помощью этой системы сокращает этот период до всего 300 лет.
Процесс также генерирует значительное количество тепла, которое можно использовать для производства дополнительной электроэнергии для энергосистемы.
«Вместо того чтобы хранить отходы 100 000 лет, мы можем сократить этот срок до 300 лет», – заявил Ронгли Генг, руководитель отдела науки и технологий сверхпроводящих радиочастот в лаборатории Джефферсона.
Для повышения экономической эффективности ученые решают две основные технические проблемы: эффективность и мощность. Они разрабатывают ниобий-оловянные полости, которые могут работать при более высоких температурах, что позволяет использовать стандартные коммерческие системы охлаждения вместо дорогих криогенных установок.
Второй проект сосредоточен на источнике питания для пучка частиц. Исследователи адаптируют магнетрон – тот же компонент, который используется в микроволновых печах – для обеспечения 10 мегаватт мощности, необходимой для системы.
Проекты поддерживаются грантами на сумму 8,17 миллиона долларов от программы Министерства энергетики США NEWTON (Nuclear Energy Waste Transmutation Optimized Now). Программа направлена на переработку всего коммерческого запаса ядерного топлива США в течение следующих 30 лет.
Технология предлагает потенциальное решение давних дебатов о постоянных геологических хранилищах, смещая парадигму от долгосрочного захоронения к активному, продуктивному повторному использованию ядерных отходов.
https://interestingengineering.com/energy/us-tech-nuclear-waste-into-power?utm_source=elec.ru&utm_medium=news&utm_campaign=124621