Китайські вчені на фінальній стадії підготовки до запуску інноваційного ядерного реактора нового типу – ADS-реактора, що використовує прискорювач частинок. За словами розробників, ця технологія істотно підвищить ефективність використання ядерного палива та дасть змогу значно скоротити період радіоактивної небезпеки ядерних відходів.
Про це розповідає ProIT
Технологія майбутнього: енергія на тисячу років
ADS-реактор, відомий як керований прискорювачем підкритичний реактор, здатен не лише виробляти електроенергію, а й перетворювати довгоживучі радіоактивні відходи на ізотопи з коротким періодом напіврозпаду. До цього часу подібні системи існували лише у вигляді лабораторних прототипів. Вже у 2027 році в провінції Гуандун планується запуск першого в світі повномасштабного ADS-реактора мегаватного класу. Над проєктом працюють фахівці Китайської академії наук у співпраці з державними підприємствами ядерної галузі.
Заступник директора Інституту сучасної фізики при Китайській академії наук Хе Юань підкреслив, що така система є «міжнародно визнаним ідеальним підходом до відтворення ядерного палива та переробки ядерних відходів». Дослідники вважають, що ця технологія може забезпечити «зелене, безпечне та стабільне джерело енергії на наступні 1000 років».
Згідно з планом, ключові елементи системи – надпровідні прискорювачі частинок – мають бути встановлені до кінця 2026 року. Хоча більшість відпрацьованого ядерного палива розпадається досить швидко, значна його частина містить довгоживучі радіонукліди, які лишаються небезпечними протягом десятків тисяч років. Саме тому науковці шукають способи трансформувати такі відходи у короткоживучі ізотопи.
Особливості роботи та переваги ADS-реакторів
ADS-технологія поєднує властивості традиційного ядерного реактора та прискорювача частинок. На відміну від класичних реакторів, у ADS-установці ланцюгова реакція не може підтримуватися самостійно – для цього потрібен зовнішній потік частинок, що значно знижує ризик неконтрольованої аварії. Потік нейтронів, який створює прискорювач, дозволяє розщеплювати навіть ті радіонукліди, які у звичайних реакторах залишаються непридатними для подальшого використання.
Китайський прототип ADS використовує потужні протонні пучки з надпровідного лінійного прискорювача. Вони бомбардують рідкий сплав свинцю та вісмуту, у результаті чого утворюється велика кількість нейтронів. Ці нейтрони перетворюють уран-238 на плутоній-239, створюючи нове ядерне паливо й фактично трансформуючи відходи на корисний ресурс.
Дослідження ADS-систем в Китаї тривають з 2011 року, а у 2021-му був створений робочий прототип, який досяг промислової інтенсивності – вперше з моменту запропонування концепції у 1980-х роках. За підрахунками розробників, така система може спалювати уран у 100 разів ефективніше та скорочувати термін небезпечності ядерних відходів до менш ніж тисячної частки від нинішнього рівня. Це відкриває перспективу для створення стабільного джерела енергії на наступне тисячоліття.