Учёные РАН и Росатома подтвердили возможность превращать ОЯТ в плазму

Переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) – ключевое звено, необходимое для замыкания ядерного топливного цикла и перехода к атомной энергетике нового поколения

Специалисты Объединённого института высоких температур РАН (ОИВТ РАН) по заказу Госкорпорации «Росатом» в рамках реализации Проектного направления (ПН) «Прорыв» провели комплекс физических экспериментов, в ходе которых на имитаторах была показана перспективность использования плазменной технологии для переработки ОЯТ. В частности, предложено несколько способов перевода ОЯТ в плазменное состояние в определенной комбинации электрических и магнитных полей, что позволяет эффективно отделять тяжелые элементы (​уран, плутоний, минорные актиниды) ​от продуктов деления. В качестве сопутствующего результата учёные выявили технологическую возможность получения высокотемпературных плазменных потоков, пригодных для решения некоторых прикладных задач, в том числе, вне рамок технологии переработки ОЯТ.

Результаты проведенных экспериментов были представлены в ходе рабочего совещания в ОИВТ РАН, посвященном обсуждению вопросов разработки и перспектив использования плазменных процессов в технологии переработки ОЯТ для атомной энергетики IV поколения на основе быстрых реакторов и замыкания ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ).  В совещании приняли участие первый заместитель генерального директора Госкорпорации «Росатом», куратор ПН «Прорыв» Александр Локшин, научный руководитель ПН «Прорыв» Евгений Адамов, главный технолог ПН «Прорыв» Юрий Мочалов, научный руководитель проекта «Плазма» академик РАН Валентин Смирнов и другие.

«Плазменные методы как нельзя лучше подходят для сепарации отдельных компонентов в составе ОЯТ. Их основные достоинства: малое количество технологических отходов, возможность адаптации под разные виды ОЯТ и РАО, интеграция в существующие циклы переработки. В течение 2024 года мы планируем завершить ряд принципиально важных  исследований по обоснованию плазменной технологии и к концу года определиться с возможностями её практического использования для переработки ОЯТ реакторов на быстрых нейтронах», – рассказал в своём выступлении заведующий отделом ОИВТ РАН, д-р физ.-мат. наук Андрей Гавриков.

Помимо результатов уже выполненных исследований участники совещания также обсудили дальнейшие стадии работ, включая завершающий этап НИОКР – отработку плазменной технологии с использованием реального ОЯТ на Модуле переработки ядерного топлива строящегося Опытного демонстрационного энергетического комплекса (г. Северск, Томская обл.), запланированного к вводу в эксплуатацию к 2030 году.

Работы по обоснованию перспективности плазменной технологии переработки ОЯТ выполняются высококвалифицированным научным коллективом ОИВТ РАН и ПН «Прорыв», включающим 15 докторов и кандидатов физико-математических наук, нескольких аспирантов и инженеров. Кроме этого, к исследованиям привлекаются студенты старших курсов ведущих технологических университетов.

Для справки:

Проект «Прорыв» – предусматривает создание новой технологической платформы атомной энергетики на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Такая технология позволит исключить тяжелые аварии на АЭС, исключить эвакуацию и отселение населения при возникновении аварий на энергоблоке, вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива и многократно повторно использовать отработавшее ядерное топливо, что снимет проблему ограниченности ресурсной базы атомной энергетики. В рамках проекта в городе Северск Томской области на площадке Сибирского химического комбината (АО «СХК») создается Опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК), который позволит отработать технологии, продемонстрировать замыкание ядерного топливного цикла и сделать первый шаг в построении атомной энергетики нового поколения.

Переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) АЭС – высокотехнологичный процесс, направленный на снижение радиационной опасности отработавшего ядерного топлива, выделение полезных веществ (прежде всего урана и плутония) и обеспечение их дальнейшего применения в атомной энергетике, а также безопасную утилизацию неиспользуемых компонентов ОЯТ, обладающих высокой радиоактивностью. Это одна из ключевых задач, которые решает Госкорпорация «Росатом» в рамках ПН «Прорыв» для развития глобальной атомной энергетики, учитывая их возрастающие объемы в мире.

Перед российской промышленностью стоит цель в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии. Государство и крупные отечественные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной исследовательской, инфраструктурной, научно-технологической базы. Внедрение инноваций и нового высокотехнологичного оборудования позволяет Росатому и его предприятиям занимать новые ниши на рынке, повышая конкурентоспособность атомной отрасли и всей российской промышленности в целом.

Пресс-служба АО “Прорыв”