Российские ученые нашли возможность сократить выработку ядерных отходов
Ученые Уральского федерального университета в результате модельных экспериментов пришли к выводу, что можно сократить выработку ядерных отходов, предложив модификацию состава топлива для атомных реакторов.
В основе работы ученых — изучение генерации пузырьков ксенона, которые накапливаются в уране и приводят к его деградации, снижающей полезный период использования этого радиоактивного вещества. При этом эксперты считают, что изменения состава топлива также помогут увеличить безопасность использования АЭС.
Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) — один из наиболее опасных видов отходов. Его утилизация требует строительства дорогостоящих хранилищ, которые пополняются по мере выработки ОЯТ в действующих реакторах.
Сейчас этот процесс идет довольно быстрыми темпами, учитывая относительно низкий срок службы тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) — герметично заваренных трубок из циркониевого сплава, с помощью которых таблетки уранового топлива доставляют в активную зону реакторов.
Российские ученые создали точную модель процессов, происходящих в активной зоне, и предложили способ значительного замедления накопления ядерных отходов.
Научный сотрудник кафедры технической физики Уральского федерального университета (УрФУ) Дастан Сеитов рассказал, что во время ядерной реакции делящийся уран распадается на ксенон и другие инертные газы, которые в виде небольших пузырей (диаметром от 1 до 10 нанометров) постепенно появляются в топливе. Из-за этого снижаются эксплуатационные характеристики топлива (в частности, теплопроводность), что в конечном счете приводит к необходимости замены отслужившего ТВЭЛа на новый.
По словам ученого, их исследование было направлено на поиск условий, необходимых для схлопывания газовых пузырей под внешним воздействием, чтобы замедлить деградацию металла. В результате было обнаружено, что в качестве эффективного решения здесь может выступать энергия соударения атомов (так называемых каскадов), которая возникает при цепной реакции.
«Эти выводы мы сделали, проведя эксперимент с помощью выстроенной нами математической модели. Ранее в нее были заложены уже известные данные, полученные от предыдущих практических опытов, что позволяет нам говорить о достоверности результатов», — пояснил Дастан Сеитов.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
Не пустить пузыри: выработку ядерных отходов можно сократить в три раза
