Томские ученые предложили технологию, которая изменит атомную энергетику

В Томском государственном университете предложили новую технологию разделения изотопов, которая позволит выделять из газообразных веществ наиболее востребованные частицы. Как сообщили в пресс-службе вуза информационному агентству ТАСС, метод основан на прохождении потока смеси изотопов через многослойную мембрану при сверхнизкой температуре и в присутствии внешнего ускоряющего поля. Это открывает перспективы для получения, например, изотопов урана.

Руководитель проекта, профессор механико-математического факультета ТГУ Михаил Бубенчиков пояснил, что разработка направлена на создание альтернативных и более экологичных источников энергии. Уникальность подхода томских ученых состоит в совмещении мембранного просеивания с электрофузионным и криогенным разделением. Такой комплексный метод существенно повышает эффективность извлечения нужных частиц, отсекая лишние элементы.

Суть технологии заключается в охлаждении атомов до волнового состояния. При температуре около минус 269 градусов Цельсия, достигаемой с помощью жидкого гелия, изотопы начинают вести себя не как частицы вещества, а скорее как световые волны. Это позволяет им избирательно «просеиваться» через многослойные мембраны, например, графеновые пластины с порами субнаноскопического размера. Чтобы процесс шел стабильно и изотопы не застревали между слоями, их заряжают и ускоряют внешним полем.

Планируется, что с помощью новой технологии можно будет выборочно выделять изотопы, имеющие ключевое значение для промышленности. В первую очередь это касается урана-238 и урана-235, которые являются основой атомной энергетики. Кроме того, метод позволит получать гелий-3 — необходимый компонент для термоядерных реакторов, которые считаются энергетикой будущего.

Гелий-3, известный как гелион, в свободном виде на Земле практически не встречается, но может образовываться при распаде тяжелых элементов. Разработка томских ученых позволит получать его из природного газа. По оценкам специалистов, гелий-3 в тысячу раз превосходит водород по эффективности для термоядерных реакций, при которых происходит слияние атомных ядер с высвобождением огромного количества энергии.

В Томской области уже частично существует инфраструктура для внедрения новой технологии, поскольку здесь расположены Северская АЭС и Сибирский химический комбинат. Проект ученых ТГУ, посвященный математическому и компьютерному моделированию процесса, реализуется при поддержке Российского научного фонда.


Подписывайтесь на Science XXI в Дзен и Telegram.

Поделиться с друзьями
Science XXI