Ученые предложили способ быстро получать ядерное топливо с циклом использования до 15 лет

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) предложили способ быстро и экономично получать большое количество ядерного топлива для реакторов на быстрых нейтронах. Авторы проекта, реализуемого по гранту Российского научного фонда (РНФ), предложили использовать в составе топлива изотопы, благодаря которым цикл его использования может быть доведен до 15 лет, сообщили накануне, 8 августа, в пресс-службе университета.

«Ученые Инженерной школы ядерных технологий ТПУ разрабатывают научные основы технологии плазмохимического синтеза наноразмерных сложных оксидных композиций для перспективных типов ядерного топлива. Специалисты предлагают способ быстро и экономично получать большое количество качественного ядерного топлива для создаваемых ядерных реакторов на быстрых нейтронах, проект реализуется в рамках гранта РНФ», — говорится в сообщении.

Значительную часть ядерной энергетики в XXI веке все еще будут составлять атомные электростанции, которые используют керамическое ядерное топливо из диоксида урана, обогащенного по изотопу уран-235. Однако у такого топлива есть и существенные недостатки — низкая теплопроводность, которая ограничивает удельную мощность реактора по температуре плавления; хрупкость и склонность к растрескиванию, что может вывести топливо из строя; короткий цикл использования, который составляет от трех до пяти лет; невозможность создания энергетических установок сверхмалой и малой мощности; большие расходы на утилизацию отработавшего топлива, а также ограниченный ресурс изотопа уран-235. Все это в последние годы стало причиной замедления развития атомной энергетики в мировом масштабе.

«Поэтому ученые ТПУ под научным руководством заведующего лаборатории изотопного анализа и технологий отделения ядерно-топливного цикла, профессора Игоря Шаманина предлагают использовать в составе ядерного топлива изотопы уран-238, торий-232 и плутоний-239. Благодаря им отпадает необходимость в дорогостоящем изотопном обогащении, а цикл использования такого топлива может быть доведен до 10-15 лет. При этом прогнозных запасов тория в земной коре в три-пять раз больше, чем урана, а использование керамического ядерного топлива из оксидных композиций на основе тория даст возможность создания сверхмалых и малых энергетических установок для использования в удаленных и труднодоступных регионах, на рудниках и карьерах», — отмечается в документе.

Кроме того, ученые из ТПУ предложили использовать остатки из отработавшего ядерного топлива для создания нового.

«Коэффициент использования урана очень низкий — в процессе работы реактора только незначительная его часть в виде изотопа уран-235 выгорает, а остальное — в виде урана-238 и продуктов деления — уходит на хранение. Но поскольку в России месторождений урана очень мало, возникла идея, что остатки из отработавшего топлива (уран-238) можно использовать для создания нового. Кроме того, в реакторе всегда нарабатывается плутоний-239, который также можно извлекать и использовать вместо урана-235», — приводятся в сообщении слова доцента отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Александра Каренгина.