Китайские ученые на финальной стадии подготовки к запуску инновационного ядерного реактора нового типа – ADS-реактора, использующего ускоритель частиц. По словам разработчиков, эта технология существенно повысит эффективность использования ядерного топлива и позволит значительно сократить период радиоактивной опасности ядерных отходов.
Об этом сообщает ProIT
Технология будущего: энергия на тысячу лет
ADS-реактор, известный как управляемый ускорителем подкритический реактор, способен не только производить электроэнергию, но и преобразовывать долгоживущие радиоактивные отходы в изотопы с коротким периодом полураспада. До этого момента подобные системы существовали лишь в виде лабораторных прототипов. Уже в 2027 году в провинции Гуандун планируется запуск первого в мире полномасштабного ADS-реактора мегаваттного класса. Над проектом работают специалисты Китайской академии наук в сотрудничестве с государственными предприятиями ядерной отрасли.
Заместитель директора Института современной физики при Китайской академии наук Хэ Юань подчеркнул, что такая система является «международно признанным идеальным подходом к воспроизводству ядерного топлива и переработке ядерных отходов». Исследователи считают, что эта технология может обеспечить «зеленое, безопасное и стабильное источник энергии на следующие 1000 лет».
Согласно плану, ключевые элементы системы – сверхпроводящие ускорители частиц – должны быть установлены до конца 2026 года. Хотя большинство отработанного ядерного топлива распадается довольно быстро, значительная его часть содержит долгоживущие радионуклиды, которые остаются опасными на протяжении десятков тысяч лет. Именно поэтому ученые ищут способы трансформировать такие отходы в короткоживущие изотопы.
Особенности работы и преимущества ADS-реакторов
ADS-технология сочетает свойства традиционного ядерного реактора и ускорителя частиц. В отличие от классических реакторов, в ADS-установке цепная реакция не может поддерживаться самостоятельно – для этого требуется внешний поток частиц, что значительно снижает риск неконтролируемой аварии. Поток нейтронов, создаваемый ускорителем, позволяет расщеплять даже те радионуклиды, которые в обычных реакторах остаются непригодными для дальнейшего использования.
Китайский прототип ADS использует мощные протонные пучки из сверхпроводящего линейного ускорителя. Они бомбардируют жидкий сплав свинца и висмута, в результате чего образуется большое количество нейтронов. Эти нейтроны преобразуют уран-238 в плутоний-239, создавая новое ядерное топливо и фактически трансформируя отходы в полезный ресурс.
Исследования ADS-систем в Китае продолжаются с 2011 года, а в 2021 году был создан рабочий прототип, который достиг промышленной интенсивности – впервые с момента предложения концепции в 1980-х годах. По подсчетам разработчиков, такая система может сжигать уран в 100 раз эффективнее и сокращать срок опасности ядерных отходов до менее чем тысячной доли от нынешнего уровня. Это открывает перспективу для создания стабильного источника энергии на следующее тысячелетие.