Выпускники МТИ придумали реактор, работающий на радиоактивных отходах

Несколько выпускников Массачусетского технологического института предложили жизнеспособное решение избавления от ядерных отходов

Лесли Деван и Марк Мэсси представили свою концепцию, названную «Waste-Annihilating Molten Salt Reactor» (WAMSR).

Представление технологии они начали с озвучивания глобальных проблем и цифр:

1) США производят 2000 метрических тонн ядерных отходов ежегодно.

2) Всего 3% получаемой энергии стоят 97% ядерных отходов, которые веками должны будут храниться изолированными.

3) Топливные элементы могут оставаться в пределах реактора в среднем в пределах четырех лет.

Заводы WAMSR убили бы этих трех зайцев одним выстрелом.

Молодые исследователи объяснили, как работала бы удивительно простая технология.

Во-первых, WAMSR использует «истраченные» топливные элементы, которые на самом деле не полностью истощены. Ученые предлагают использовать отработанный уран, который считается ядерным отходом, и с помощью расплавов солей (MSR) превратить в полезную энергию 98% вещества. Расплав солей служит агентом для того, чтобы проводить тепло, выработанное от стандартной реакции расщепления.

Почти для всех других эксплуатируемых ядерных реакторов в этом процессе используется водный состав как основной, что значительно менее эффективно.

Концепция создания реактора с использованием расплава солей известна еще с 1950-х годов, говорит команда МТИ. Новой является идея использования ядерных «отходов». Таким образом, выгорание материала увеличивается до 98%, и реактор уменьшает количество ядерных отходов, которые будут радиоактивны в пределах сотен лет. Отпадает и потребность в постоянных хранилищах, таких как Гора Юкки. Кроме того, сам реактор будет состоять из мобильных модулей и занимать небольшую площадь.

Что делает WAMSR революционной технологией?

1. Энергия от ядерных отходов. Transatomic Power's Waste-Annihilating Molten Salt Reactor (WAMSR) может преобразовывать ядерные отходы, которые производятся обычными ядерными реакторами каждый год, в $7,1 трлн электричества. При максимальном расширении технологии новые реакторы могут использовать существующие запасы ядерных отходов, чтобы обеспечить мировую потребность в электричестве до 2083 года.

2. Значительное снижение уровня радиоактивности. Обычные реакторные отходы сохраняют радиоактивность в течение сотен тысяч лет. Новый реактор уменьшит жизнь большинства радиоактивных элементов до нескольких сотен лет.

3. Новый реактор безопасен по своей сути: в отличие от обычных реакторов, работа которых зависит от человека и контролируется действиями оператора, WAMSR управляется самостоятельно. Физика конструкции реактора гарантирует, что внешняя электроэнергия и активная система безопасности предотвратят масштабные повреждения при несчастном случае.

4. Эффективная модульная конструкция. Компактный реактор будет произведен в виде мобильных модулей на каком-либо заводе, затем его можно транспортировать по железной дороге к тому месту, где он будет установлен. С финансированием тоже не предвидится затруднений: планируется использовать прибыль от первого установленного реактора для материального обеспечения строительства дополнительных единиц.

Почему это сработает

WAMSR может работать на ядерных отходах, потому что реактор использует технологию, радикально отличающуюся от той, которая используется для работы обычных реакторов. Вместо того, чтобы использовать твердые топливные единицы, здесь будут растворяться ядерные отходы в расплавах солей. Переработка топлива в жидкое физическое состояние позволяет держать его в реакторе дольше, и поэтому можно захватить больше его энергии. Обычные ядерные реакторы могут использовать приблизительно 3% потенциальной энергии от расщепления урана, прежде чем содержимое должно быть удалено из реактора. Новая конструкция позволяет получить 98% полезной энергии.