Одной из главных нерешенных проблем современной атомной промышленности является утилизация ядерных отходов. Одним из вариантов существенного снижения выработки таких отходов может стать строительство и эксплуатация жидкосолевых реакторов для дожигания минорных актинидов.
В России первый такой реактор может быть простроен в конце 2030ых- начале 2040-ых годов, сообщил заместитель генерального директора АО «Наука и Инновации» корпорации «Росатом» Алексей Дуб в интервью корпоративному изданию «Страна Росатом».
Минорные актиниды — это трансурановые элементы (кроме плутония), образующиеся при работе ядерного реактора. Несмотря на то, что общий объем их выработки небольшой, многие минорные актиниды являются альфа-излучателями с очень большим временем полураспада (сотни, тысячи и даже миллионы лет), что делает их одним из самых опасных компонентов отработанного ядерного топлива в долгосрочной перспективе.
«На сегодня захоронение ядерных отходов не является наилучшей или дешевой технологией. Поэтому идея такого реактора в том, что за счет расплавленных солей мы можем частично растворить отходы, то есть за счет добавления туда топливных компонентов, например плутония или за счет распада и трансмутации минорных актинидов поддержать нейтронную реакцию. За счет этого в течение определенного, но не очень быстрого времени, там поддерживается управляемая скорость трансмутации минорных актинидов. И в конечном итоге, мы будем иметь существенное снижение высокоактивных отходов», — отметил он.
Такой реактор будет фактически представлять из себя металлургическую печь, в которой идут реакции радиационного взаимодействия, оснащенную теплообменником и дополнительным модулем отчистки соли, который предназначен для рециклинга минорных актинидов. Благодаря этому модулю часть высокоактивных отходов будет изыматься, а какая-то часть солей возвращаться обратно в реактор.
Сейчас исследуются опытные образы. В будущем, к концу 2030 – началу 2040-го годов может быть построен уже крупный, промышленный реактор, способный обеспечить трансмутацию не менее 250 кг минорных актинидов в год. При этом тепловая мощность такого реактора может достигать примерно 1 ГВТ.
Создание жидкосолевого реактора потребует существенного изменения действующей нормативной документации, использования новых конструкционных материалов и применения высокотехнологичной роботизированной техники, поскольку сами процессы, протекающие в реакторе, являются более жесткими и опасными.
«В конечном итоге все равно будет оставаться какое-то количество высокоактивных отходов, но это уже будет на порядок меньше, чем сейчас. Те страны, которые уже имеют отработанное ядерное топливо могут при помощи этой технологии существенным образом сократить объемы отходов. Баланс активности сохранится, но в очень малом объеме, поэтому захоронение отходов будет значительно менее капиталоемкое», — отметил А.Дуб.