Top.Mail.Ru
Новости

В Томске придумали «сито» для просеивания атомов, которое может изменить энергетику

3 июля 2025

Ученые Томского государственного университета предложили новую технологию разделения изотопов. Она позволит эффективнее выделять частицы урана, важные в атомной энергетике, а в перспективе, возможно, поможет нарабатывать и топливо для термоядерных реакторов — гелий-3.

Фото iStock

Новый метод основан на прохождении потока изотопов в газовой форме через многослойную мембрану в присутствии внешнего ускоряющего электрического поля. Мембрана состоит из графена с крошечными порами. Внешнее электрическое поле «проталкивает» через них заряженные атомы.

Процесс идет при минус 269 градусах — почти при абсолютном нуле. При такой температуре атомы ведут себя, как электромагнитные волны: подобно свету или звуку. Поры в мембране пропускают только волны определенной длины. Легкие частицы (с длинной волной) проходят сквозь «сито», а тяжелые (с короткой) — застревают.

Мембраны уже используют для разделения изотопов: легкие проходят ее чуть быстрее, чем тяжелые. Однако разница получается мизерной, из-за чего процесс приходится повторять тысячи раз. Мембрана, разрабатываемая томскими специалистами, представляет собой систему из двух барьеров, которые будут функционировать с учетом механизма резонанса.

Разрабатываемый способ существенно отличается от имеющихся: он опирается на другие принципы разделения. Сейчас мы изучаем механизмы резонансного прохождения изотопов через двухбарьерные системы нанопористых мембран, чтобы получить ответ на вопрос о принципиальной возможности применения мембранных технологий для разделения изотопов урана, гелия и других веществ. 

Михаил Бубенчиков, руководитель проекта, профессор механико-математического факультета Томского государственного университета

Михаил Бубенчиков

Руководитель проекта, профессор механико-математического факультета Томского государственного университета

В отличие от обычных методов разделения новая не потребует много энергии и сложного оборудования. Так, газовые центрифуги вращают смесь изотопов на огромной скорости, и более тяжелые (уран-238) прижимаются к стенкам, как белье в стиральной машине, а легкие (уран-235) остаются в середине — такой метод требует тысяч центрифуг и много времени.

Ученые ожидают, что при помощи новой технологии можно будет выделять востребованные в атомной энергетике уран-238 и уран-235. Возможно, технология поможет выделять и редкий гелий-3, который считается идеальным топливом для перспективных термоядерных реакторов. По подсчетам ученых, он сможет дать в тысячу раз больше энергии, чем водород, и после отработки не оставит после себя радиоактивные отходы, как уран.

3
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
1
0
Читать также
Печать хранилища аддитивная

Лего для энергетики: томские ученые напечатали на 3D-принтере универсальное хранилище для водорода

2 мин. чтения
Сотрудники Московского НПЗ в годы войны

Подвиг сотрудников Московского нефтеперерабатывающего завода увековечили в Музее Победы

2 мин. чтения
Кофе на АЗС

Руководители кофейных компаний Роман Тютюлин и Антон Шорин объяснили, почему россияне предпочитают покупать горячий кофе на АЗС

2 мин. чтения
Мультипликационные единицы измерения энергии занимаются спортом

Как измерить энергию и не запутаться в числах: путеводитель по единицам измерения

2 мин. чтения
АЗС Газпром нефть

Сеть АЗС «Газпромнефть» стала лидером среди компаний топливной розницы по продаже горячего кофе

1 мин. чтения

Стало известно, какие новые электростанции построят в России в ближайшее десятилетие

1 мин. чтения
Ученый в лаборатории синтетических материалов

«Область применения синтетических материалов нужно расширять»

2 мин. чтения
Энергоша наблюдает за переработкой отходов в нефтепродукты

Как пластиковые бутылки, картофельные очистки и фритюрное масло превращают в топливо и электричество

7 мин. чтения
Единственный СПГ-бункеровщик в России

Потребление газового топлива в России может вырасти в шесть раз к 2035 году

2 мин. чтения
Вид на Восточно-Мессояхское месторождение — самый северный материковый нефтепромысел России

Новые нефтяные регионы, «трудный» газ и дальневосточный атом: главное с Восточного экономического форума

4 мин. чтения