В начале марта в израильской газете Jerusalem Post появилась статья, которая в том или ином виде была впоследствии перепечатана рядом изданий в различных странах мира, в том числе, и России.
В статье рассказывалось о достижении специалистов из университета Бен-Гурион, разработавших новую методику денатурирования реакторного плутония. Команда под руководством профессора Йигала Ронена (Yigal Ronen) предлагает использовать в ядерном топливе добавки из 241Am, что позволит сделать топливо устойчивым с точки зрения нераспространения.
Профессор Ронен отметил в разговоре с журналистами израильской газеты, что ранее его команда предполагала использовать для этих целей 237Np, однако с ним "возникли определённые проблемы", и поэтому было принято решение переключиться на америций.
Сотрудник редакции АtomInfo.Ru, лично знакомый с профессором Роненом, назвал волну сообщений, вызванных публикацией в "Jerusalem Post" хорошим примером технологического пиара в атомной сфере: "Берётся известное положение из физики или техники реакторов, к нему добавляется острая политическая проблема, например, нераспространение, и новость готова".
"К ней немедленно проявляется большой интерес в прессе. Её подхватывают, переводят на другие языки - в том числе, на русский. Купившись на красивую политическую оболочку, масса изданий начинает её пиарить, причём совершенно бесплатно. И вот результат - полученные десятки, если не сотни откликов в прессе представляются потенциальным грантодателям".
"Двадцать лет назад команда из университета Бен-Гурион предлагала добавлять в топливо с теми же целями нептуний-237. Десять лет назад они перешли на изучение аспектов применения америция для космических полётов. Теперь они предлагают добавлять америций-241 в топливо для укрепления нераспространения, и этой идеи им хватит ещё на десять лет. На будущее в запасниках имеется ещё и кюрий... В России так продавать на рынке давно известные идеи пока не научились", - уточнил наш сотрудник.
Предложение об использовании младших актинидов для влияния на состав плутониевого вектора появилось очень давно - не исключено, что впервые оно было высказано ещё на женевских конференциях в конце 50-ых годов, в ходе которых обсуждалось большинство из тех идей, которые в наше время называются революционными.
Основная идея здесь связана со следующим обстоятельством. В состав изотопной композиции плутония в ядерных реакторах входит 238Pu - изотоп, имеющий относительно короткий период α-распада - 87,74 года. Если его содержание в плутониевом векторе будет повышено, то переработка ОЯТ с таким плутонием окажется затруднена, а при определённых концентрациях 238Pu плутоний станет полностью непригодным для создания ядерного оружия.
В тепловых реакторах содержание 238Pu в плутонии очень мало и не превышает 2%. Объясняется это тем, что в таких установках отсутствуют источники накопления 238Pu. Например, одна из реакций, по которой можно было бы получать данный изотоп - это реакция (n,2n) на 239Pu, но это реакция пороговая, и её эффективное сечение в тепловых реакторах мизерное.
Другими источниками 238Pu в реакторах выступают два основных младших актинида - 237Np и 241Am. Для первого из них реакция получения 238Pu очевидна:
237Np (n;γ) 238Np (β-) 238Pu
В случае с америцием-241, дело обстоит более сложно, но конечный итог его облучения нейтронным потоком такой же - ядра америция превращаются в 238Pu:
241Am (n;γ) 242Am (β-) 242Cm (α) 238Pu
Физика показывает, что с ростом исходной концентрации младших актинидов в ядерном топливе количество 238Pu будет возрастать, и топливо может получить новые свойства защищённости от нераспространения. Однако существуют две проблемы, сдерживающие применение такой методики на практике.
Во-первых, чтобы полностью гарантировать невозможность применения реакторного плутония в военных целях, содержание в нём 238Pu должно быть увеличено до фантастически высоких величин. По нормативам МАГАТЭ, абсолютно мирным может считаться плутоний, где доля 238Pu превышает 80%. Но на подобной "адской смеси" тепловые реакторы работать просто не смогут.
Помочь в этом случае могли бы технологические ограничения, выставляемые перерабатывающими заводами. Считается, что при определённом содержании 238Pu в плутонии переработка ОЯТ становится затруднительной при современных уровнях технологий.
Но технологии, как известно, не стоят на месте. Если в 80-ых годах такой "технологической" границей содержания 238Pu называлось 5%, то впоследствии в открытых публикациях появились такие значения, как 10% и даже 15%.
Вторая проблема, сдерживающая денатурацию плутония, связана с экономикой топливного цикла. Даже небольшие добавки младших актинидов в ядерное топливо способны увеличить его стоимость на порядок. Сложно представить, какова будет цена свежего топлива при реально требующихся для денатурации концентрациях 237Np и 241Am.
Тем не менее, практические исследования возможностей денатурации ведутся. Занимаются этим, в частности, коллективы из Японии, о чём говорил в эксклюзивном интервью external link, opens in a new tabдля AtomInfo.Ru профессор Масако Саито из технологического университета Токио.
В отличие от израильских коллег, японцы уже приступили к экспериментальной части работ, в том числе, выполнили облучение на исследовательском реакторе ATR в Соединённых Штатах целой серии капсул с ураном и нептунием. Интересно, что добавками америциями японские исследователи не занимаются.
Но, так же как и россияне, японские атомщики не уделяют слишком внимания техническому пиару, и поэтому об их достижениях широкая общественность остаётся неинформированной.