Мажорные аккорды российских атомщиков: как технологии открывают путь к (почти) неисчерпаемой энергии
Реактор БН-800 на Урале первым в истории человечества начал «жечь» в своих недрах минорные актиниды из отработавшего ядерного топлива. Почему такого пока нет нигде в мире и насколько сильно новая технология может повлиять на будущее человечества.
В мире есть две страны, которые построили и эксплуатируют реакторы на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, — Россия и Китай. Особенностью этих реакторов является их способность эффективно использовать самый распространенный изотоп урана-238. Традиционные тепловые (медленные) реакторы работают на куда более редком уране-235. Мало того, благодаря быстрым нейтронам этот самый уран-238, составляющий 99,3% всех запасов природного урана, превращается в плутоний-239, который можно продолжать использовать для выработки энергии.Иными словами, реакторы на быстрых нейтронах, в том числе российский БН-800, рассматриваются как эффективный способ замыкания ядерного топливного цикла, то есть полного использования ядерного топлива.Однако скептики задаются вопросом: действительно ли необходимо замыкание топливного цикла именно сейчас? Уран-235, который используется в традиционных медленных реакторах, хотя и редок в природе, все еще доступен по сравнительно низкой цене. В связи с этим и возникает сомнение: не слишком ли преждевременно пытаться заменять уран-235 плутонием, полученным из урана-238, и переходить к более сложным и дорогим технологиям быстрых реакторов?При этом упускается из виду один маленький, но очень важный элемент будущего всей мировой энергетики. О нем и пойдет речь ниже.
Авгиева конюшня №1
Человечество пытается сократить углеродный след всеми возможными способами. Но ветер и солнце в качестве альтернативных источников энергии работают слишком нестабильно. И для того, чтобы обеспечить круглосуточную генерацию электричества, без АЭС не обойтись. Все бы ничего, но на горизонте темным облаком маячат они — минорные актиниды (МА). Побочные продукты, которые образуются в реакторах при делении ядер урана или плутония, в основном это нептуний, америций и кюрий.Доля МА в общей массе отработанного ядерного топлива невелика — примерно одна стотысячная, но это та ложка дегтя, которая способна испортить много бочек меда. Дело в «темной триаде» их качеств: они радиотоксичны, выделяют очень много тепла (то есть из-за них «отработку» приходится долго охлаждать), а период распада МА может растянуться на десятки тысяч лет. Минорные актиниды — самые опасные «загрязнители» в отработавшем ядерном топливе: все остальные вместе взятые составляющие этого бульона гораздо деликатнее.