Проект называется «Субкритический бланкет деления на основе жидкого свинцового взвешенного топлива для трансмутации ядерных отходов».
Характерное изображение: проект временного хранилища отработанного ядерного топлива Министерства энергетики США.
Министерство энергетики США
Проект под руководством исследователей из Аргоннской национальной лаборатории по технологиям трансмутации отработанного ядерного топлива получил грант от Агентства перспективных исследовательских проектов в энергетике (ARPA-E) Министерства энергетики США.
Финансирование было предоставлено проекту Аргоннской национальной лаборатории в рамках программы «Оптимизированная сейчас трансмутация отходов ядерной энергетики» (NEWTON), цель которой — сделать переработку американского коммерческого отработанного ядерного топлива (UNF) экономически выгодной в течение 30 лет.
Аргонн утверждает, что технологии трансмутации могут уменьшить массу, объем, активность и срок службы отработанного ядерного топлива за счет преобразования опасных изотопов с длительным сроком службы в материалы, которые распадаются быстрее.
Это значительно повысит экономичность и безопасность эксплуатации ядерной энергетики, а также сократит ресурсы, необходимые для длительного хранения отработанного ядерного топлива.
Проект по отработанному ядерному топливу от команды из Аргонна
Аргоннский проект под руководством Тэка К. Кима, старшего инженера-атомщика и менеджера по анализу ядерных систем, получил грант в размере 7 миллионов долларов.
Проект называется «Жидкий свинцовый взвешенный топливный субкритический бланкет деления для трансмутации ядерных отходов». Он фокусируется на новом типе процесса трансмутации и использует инновационные методы разделения — центробежную силу — для удаления побочных продуктов из процесса.
«Я очень рад получить финансирование от программы NEWTON для продвижения этой совершенно новой технологии. Этот метод использует разделение на основе физики вместо обычного химического разделения, что делает его технологией разделения более безопасной», — сказал Ким, согласно пресс-релизу Аргонна.
Целью проекта под руководством Кима является трансмутация всего запаса младших актинидов в Соединенных Штатах в течение 30 лет. Актиниды — это группа химических элементов, которые известны своей радиоактивной природой.
Целью проекта является сокращение массы ядерного топлива в 28 раз, что примерно эквивалентно «уменьшению большого бассейна, заполненного отработанным топливом, до размеров небольшой джакузи. Это также сократит время управления радиотоксичностью в 333 раза».
Проект Кима предлагает систему трансмутации, которая использует ускоритель протонов для запуска деления в установке из жидкого свинца, содержащей крошечные второстепенные частицы актинидов — тяжелые радиоактивные элементы в нижней части периодической таблицы. По мере деления второстепенных частиц актинидов два новых, более мелких ядра выбрасываются из частицы и могут быть отделены от частиц актинидов центробежными методами в системе рециркуляции.
Подробнее о проекте и прошлых победах
Система трансмутации состоит из ускорителя протонов, субкритического бланкета деления, содержащего жидкий свинец, мишеней из продуктов деления, мишеней трансмутации из взвешенных младших актинидов нанометрового размера и инновационной системы разделения, основанной на центробежной силе.
Помимо этого, второй проект из Аргонна, реализованный в партнерстве с Национальной ускорительной лабораторией Fermilab Министерства энергетики США, также выиграл грант в размере 3,2 млн долларов США в рамках программы NEWTON.
Недавно ученые из Аргонна также разработали высокоразвитые «цифровые близнецы» для ядерных реакторов. Система цифровых близнецов на базе ИИ создает динамические виртуальные копии физических реакторов и обещает беспрецедентные улучшения в эксплуатационной эффективности, предиктивном обслуживании и общей безопасности.
Технология была построена на основе графовых нейронных сетей (GNN). Эти сети обладают уникальной способностью обрабатывать сложные, взаимосвязанные данные и отображать сложные системы внутри реактора.
Sourse: interestingengineering.com
