США выделили миллион долларов на защиту ядерных реакторов с помощью жидкого висмута

Исследовательская группа из Пенсильванского университета привлекла грант в размере $1 млн от Минэнерго США для ликвидации угрозы, которую представляют три продукта деления для новейших ядерных установок. Речь идёт о самарии, европии и теллуре, образующихся в ходе расщепления урана в реакторах на расплавленных солях (MSR).

Подобные установки превосходят классические водо-водяные аналоги по топливной эффективности и открывают возможности для утилизации отходов. Тем не менее, агрессивная внутренняя среда порождает серьезные проблемы на микроуровне. Самарий и европий препятствуют эффективному топливному циклу и стабильной работе реактора, тогда как теллур вызывает ускоренную коррозию конструкционных металлов.

Как пояснил руководитель изысканий профессор Ходжон Ким, ученые сосредоточатся на изучении валентности элементов — числа отдаваемых или принимаемых электронов, напрямую влияющего на их химическую активность. Опыты реализуют в рамках пирохимической переработки в коллаборации с Университетом Невады и Айдахонской национальной лабораторией. Аспирант Алок Пандей растворит проблемные компоненты в солевом расплаве и подвергнет смесь электрохимическому воздействию для детального мониторинга окислительных переходов.

Главным инструментом выступит жидкий висмут: ранее лаборатория Кима доказала его способность работать в роли селективного абсорбента, эффективно поглощающего редкоземельные металлы из солевых сред. Данная инициатива возрождает прерванные в 2018 году исследования самария, тогда застопорившиеся из-за микроскопических концентраций и аномального поведения вещества. Современные аналитические подходы призваны преодолеть эти препятствия.

Успех данной методики позволит инженерам значительно увеличить ресурс инновационных реакторов, максимизировать энергоотдачу уранового сырья и минимизировать объемы высокоактивных радиоактивных отходов, приблизив создание полноценного замкнутого топливного цикла.

Источник: iXBT