По убеждению американского физика Теренса Тарновски из Лос-Аламосской национальной лаборатории, редкосный тритий можно получать из побочного продукта ядерного деления, который используется в существующих ядерных реакторах.
Тритий не встречается сам по себе в природе и его производство дорогостоящее и ограниченное. На данный момент термоядерный синтез еще не достиг коммерческого уровня, поскольку реакции пока не производят больше энергии, чем необходимо для их протекания. Другой преградой, ограничивающей приближение термоядерного синтеза к коммерческому использованию, является стоимость топлива для таких реакций, в частности, трития.
«Ядерный синтез потенциально может обеспечить безэмиссионный и мощный источник энергии. Но сейчас тритий ограничен в доступе и стоит дорого, и это препятствует успеху этой технологии», — подчеркивает Тарновски.
По словам Теренса Тарновски, первое поколение коммерческих термоядерных реакторов, вероятно, будет использовать реакции, требующие наличия трития. Хотя другие реакции синтеза, такие как синтез дейтерия и гелия-3, теоретически могут быть использованы для производства электроэнергии, они требуют гораздо более высоких температур и, следовательно, более дорогие и менее практичны. Сейчас накопление больших объемов трития представляет собой проблему. Этот изотоп очень радиоактивен и имеет короткий период полураспада.
«Тритий распадается на 5,5% в год, поэтому нельзя собрать излишки трития в банк и получить его весь за 50 лет, как это возможно с другими источниками энергии», — объясняет Теренс Тарновски.
Ученый убежден, что для успешной работы будущих термоядерных реакторов понадобится новый, более дешевый и простой способ получения трития. Существующие ядерные станции работают по принципу деления ядер атомов. Распадаясь, атомы выделяют энергию. Кроме этого в результате деления образуется значительное количество существующих в течение длительного срока ядерных отходов.
Отработанное ядерное топливо, которое когда-то обеспечивало процесс ядерного деления, становится непригодным для использования. Оно состоит из непригодных к использованию урана и плутония, а также продуктов деления, таких как изотопы стронция и йода, распад которых может длиться до сотен миллионов лет.
В связи с этим Тарновски предлагает получать тритий из большого количества радиоактивных отходов, используя ускоритель частиц для расщепления атомов. Разделяющиеся атомы, будут проходить серию реакций, в которых в конечном итоге образуется тритий. Этот процесс не уничтожит ядерные отходы, поскольку остаточные продукты этого процесса будут опасны, как и исходный материал, но этот побочный продукт получит дальнейшее применение.
Тарновски утверждает, что принципиальная конструкция такой технологии не является чем-то инновационным. Однако последние технологические достижения могут сделать этот метод производства трития значительно более эффективным.
По предварительным расчетам исследователя, потребляя 1 ГВт энергии, что стоит не менее нескольких десятков млн долларов, эта система могла бы производить 2 кг трития в год. Такого количества трития, если его использовать для термоядерного синтеза, хватило бы для обеспечения электроэнергией десятков тысяч домов в США в течение года. Тарновски убежден, что предложенная им конструкция позволит производить в 10 раз больше трития, чем другие методы, потребляя то же самое количество энергии.
Исследователь также отмечает, что в США нет стабильных и предсказуемых дешевых поставок трития. Его стоимость составляет около $33 млн за кг. В то же время тысячи тонн ядерных отходов представляют потенциальную опасность для окружающей среды, а их хранение обходится очень дорого.
«Эта технология возможна уже сегодня. Это стало бы серьезным изменением парадигмы по использованию отработанного ядерного топлива, которое мы уже имеем и которое принадлежит государству», — уверяет Тарновски.
Источник: LiveScience
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: