В Соединенных Штатах отработавшее ядерное топливо хранят под землей. Но, вопреки распространенному мнению, эти хранилища предназначены не для того, чтобы избавляться от этого топлива навсегда, а для хранения его до тех пор, пока оно снова не понадобится. Это связано с тем, что в отработавшем топливе все еще содержится много урана и плутония, а также огромное количество чрезвычайно ценных радиоактивных изотопов, которые пользуются большим спросом в медицинских и инженерных кругах.
Но тут скрыта и настоящая проблема: отработавшее топливо состоит из сложной смеси элементов, практически из половины таблицы Менделеева. Разделить их очень сложно. И хотя переработка ядерного топлива является важной отраслью, она остается достаточно консервативной и дорогой. Кроме того, повышает риски производства чистого плутония, что, в свою очередь, вызывает проблемы распространения ядерного оружия.
Один из главных аргументов в пользу ядерной энергетики — крошечное количество топлива, необходимое для работы реактора. Одна таблетка ядерного топлива весом всего 10 г выделяет энергию, эквивалентную тонне угля, но удивительно то, что, когда эта таблетка «истощена», в ней все еще содержится 95% способного к делению материала.
Чтобы улучшить процесс рециркуляции, PNNL использует рамановскую спектроскопию для мониторинга отработавшего топлива в режиме реального времени, когда оно течет в растворе мимо датчика.
Рамановские системы — это методы химического анализа, которые используют взаимодействие света с химическими связями в молекуле для получения информации о ее химической структуре, фазе и полиморфности, кристаллической структуре и молекулярных взаимодействиях.
Используя эти данные, можно контролировать отработавшее топливо в промышленных количествах, поскольку оно преобразуется в жидкую форму и затем уже отправляется в центрифугу, которая разделяет различные элементы по массе. Мониторинг в реальном времени позволяет более точно контролировать соотношение между ураном и плутонием, а также удалять нежелательные элементы и изотопы для производства нового переработанного топлива, которое можно сжигать в усовершенствованных реакторах.
Читайте также
В реакторе Чернобыльской АЭС усилились ядерные реакции.
Появился первый электромотор с 95% эффективности
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?