Пятый элемент: ученые смешали улучшенное топливо для ядерного реактора из пяти компонентов

Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ сообщают, что нашли более эффективную и менее токсичную основу топлива для жидкосолевого реактора. По мнению специалистов, ей может стать смесь фторидов лития, натрия и калия.

В существующих проектах в качестве основы для солевой жидкости рассматривают смеси фторидов лития и бериллия, в которых в качестве делящихся элементов растворены фториды урана или тория. У них небольшая температура плавления, слабая коррозионная активность, высокая теплоемкость и электропроводность. При этом бериллий и его фторид токсичны.

По мнению ученых, альтернативой могут стать смеси солей лития, натрия и калия, содержащие фториды церия и неодима вместо более опасных фторидов тория и урана. Компьютерное моделирование показало, что топливо такого состава по физико-химическим свойствам не отличается от литий-бериллиевых смесей, имеет оптимальную температуру плавления, показатели коррозионной активности и теплоемкости, но обладает меньшей токсичностью. Подтвердилась теория о том, что смеси солей лития, натрия и калия служат хорошим растворителем ядерных отходов — с их помощью можно будет делать более экологичные реакторы.

Пока в мире существуют только экспериментальные жидкосолевые реакторы. От обычных они отличаются теплоносителем, в основе которого — смесь расплавленных солей. В некоторых вариантах установки топливо одновременно служит теплоносителем. Состав расплава солей подбирают так, что в активной зоне поддерживается высокая (около 700 градусов) температура, а давление в контуре остается низким, практически на уровне атмосферного. Это повышает безопасность всей системы. Еще одно отличие от обычного реактора в том, что извлекать отработанное топливо целиком и отправлять его на переработку не нужно — в солевых реакторах нет привычных тепловыделяющих элементов в виде контейнеров с энергоносителем, а топливо можно сливать и добавлять, не останавливая работу.