Исходящая от облученного ядерного топлива (ОЯТ) радиация может быть использована для создания ценной топливной добавки, необходимой для производства “возобновляемого” биодизеля, показали ученые из Словении и Великобритании. Новое исследование подчеркивает, что существуют "неизученные возобновляемые процессы, которые могут быть реализованы с помощью ионизирующего излучения – особенно учитывая бассейны ОЯТ как источник каталитической энергии", – говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications Chemistry. Она была написана учеными из словенского Института Йожефа Стефана и британских Ланкастерского и Астонского университетов.
В статье "Производство присадок к возобновляемому топливу из отходов органического происхождения с использованием атомной энергии"external link, opens in a new tab объясняется, что в процессе производства биодизеля в качестве побочного продукта образуется глицерин, но с ростом использования биодизеля во всем мире низкие сорта глицерина в настоящее время утилизируются по себестоимости.
Поместив образцы глицерина в исследовательский реактор Института Йожефа Стефана, ученые показали, что облучение нейтронами и гамма-лучами может катализировать глицерин для создания очень ценной топливной добавки, известной как “солькеталь” (“solketal”), которая используется для производства биодизеля, а также других видов жидкого топлива.
После подтверждения радиокаталитического эффекта в статье рассматриваются два потенциальных способа, с помощью которых АЭС могли бы производить солькеталь наряду со своей обычной деятельностью по генерации электроэнергии.
Один из способов заключается в размещении трубок с глицерином в пространстве между корпусом легководного реактора и его бетонной биологической защитой. Предполагается, что в этом случае будет производиться некоторое количество солькеталя, но это может привести к потенциальным осложнениям в работе электростанции, в том числе нейтронное излучение может вызвать некоторую радиоактивность материалов в системе.
Исследовательский реактор TRIGA MkII мощностью 250 кВт и облучательный канал (TriC) Nature Communications ChemistryБолее перспективным методом, по мнению британских и словенских ученых, будет пропустить трубки с глицерином через бассейны выдержки ОЯТ, которые расположены на территориях АЭС или в общих временных мокрых хранилищах. Этот метод позволяет получить большую площадь поверхности глицерина для облучения, при этом условия ограничивают облучение материалов исключительно гамма-лучами, что позволяет избежать осложнений, связанных с нейтронной активацией. Химическая обработка продукции может быть организована в других зданиях, чтобы минимизировать перебои в работе АЭС.
В статье говорится, что метод использования бассейнов-хранилищ ОЯТ имеет потенциал для масштабирования до производства около 57 тонн солькеталя в год для одного стандартного бассейна. Дальнейшее расширение до 180 бассейнов в Европейском Союзе выявило максимальную производственную мощность около 10 000 тонн солькеталя в год, говорится в документе. Рыночная цена солькеталя составляет около 3000 долларов США за тонну.
"Это открытие показало совершенно новые возможности использования ионизирующего облучения на АЭС и мокрых хранилищах ОЯТ для преобразования отработанных химических веществ и является одним из важных шагов на пути к устойчивому развитию", - отметили в Институте Йожефа Стефана.
Исследовательский реактор TRIGA MkII в Институте Йожефа Стефана JSI
