Российский быстрый реактор с натриевым теплоносителем БН-800 мощностью 820 МВт успешно завершил уникальные испытания. Физики-ядерщики отчитались о дожигании топлива нового поколения. Этот проект — ключевая часть масштабной государственной программы по утилизации минорных актинидов, рассчитанной до 2035 года.
Три опытные кассеты с уран-плутониевым МОКС-топливом прошли три полных цикла работы на Белоярской АЭС. В сборки специально добавили крайне токсичные изотопы: америций-241 и нептуний-237.
Эти тепловыделяющие элементы загрузили в активную зону реактора 10 июля 2024 года. Сейчас они уже извлечены и переведены в бассейн выдержки отработавшего топлива. Как только кассеты остынут, учёные проведут детальные исследования, чтобы оценить реальную эффективность трансмутации.
Трансмутация актинидов и снижение токсичности
Минорные актиниды, к которым относятся нептуний, америций и кюрий — это трансурановые элементы.
Они неизбежно образуются внутри ядерного топлива, пока энергоблок вырабатывает электричество. И хотя в общей массе отработавшего сырья их доля ничтожна, именно они дают основную радиоактивную токсичность.
Проблема в том, что период полураспада таких изотопов достигает сотен тысяч лет.
Это вынуждает строить сложнейшие и сверхдорогие хранилища для надёжной изоляции радиоактивных отходов. Специалисты «Росатома» доказали, что реакторы на быстрых нейтронах способны выжигать актиниды из-за их превращения в стабильные элементы или изотопы с коротким сроком жизни.
Главная цель технологии — радикально сократить объёмы радиоактивного мусора, требующего глубинного геологического захоронения.
В госкорпорации подчёркивают: ликвидация минорных актинидов приведёт к тому, что отходы станут не опаснее исходной урановой руды. Причём произойдёт это в сотни раз быстрее по сравнению с естественным распадом в природе.
Перспективы промышленных масштабов
Сжигание актинидов в коммерческом реакторе — не разовый эксперимент, а долгосрочная стратегия.
Как отметил старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов, атомщики идут от теории к реальной практике. «Прежде чем масштабировать решение на промышленный уровень, мы демонстрируем саму технологическую осуществимость, доказывая, что концепция работает» — заявил он.
Программа будет расширяться. На следующих этапах инженеры увеличат концентрацию минорных актинидов в опытном МОКС-топливе, а затем начнут внедрять их в перспективное нитридное уран-плутониевое топливо (СНУП).
Кроме того, «ТВЭЛ» готовится протестировать технологию гетерогенного выжигания. В этом сценарии опасные изотопы не смешивают с общей массой, а помещают в отдельные стержни или сборки и ставят в специфические зоны реактора.
В апреле 2026 года директор Белоярской АЭС Юрий Носов сообщил, что результаты послереакторных исследований окончательно определят роль технологии в замкнутом ядерном цикле. Энергоблоки четвёртого поколения призваны кардинально повысить экологическую безопасность отрасли именно за счёт вторичного использования отработавшего топлива.
«За 60 лет эксплуатации такие установки смогут утилизировать около четырёх тонн минорных актинидов, что превышает объёмы, которые способны наработать сразу несколько реакторов на тепловых нейтронах» — резюмировал руководитель станции.
Напомним, энергоблок БН-800 ввели в промышленную эксплуатацию в 2016 году. В сентябре 2022 года его полностью перевели на МОКС-топливо, которое делают путём смешивания плутония из старых ядерных отходов с обеднённым ураном.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU