Ученые УрФУ сделали открытие, которое может значительно улучшить и удешевить процесс пирохимической переработки ядерного топлива. Исследователи обнаружили, что добавление галлия и индия в процесс позволяет сохранить эффективность переработки при снижении ее стоимости. Технология основана на использовании расплавленных солей и жидкого галлия для разделения компонентов отработавшего ядерного топлива.
Согласно словам ведущего инженера кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Александра Дедюхина, одним из вариантов переработки отработавшего ядерного топлива является метод с использованием системы «солевой расплав - жидкометаллический сплав».
По мнению инженера, этот метод обладает множеством преимуществ, включая возможность переработки высокоактивного маловыдержанного ядерного топлива с высокой глубиной выгорания, что невозможно с помощью других методов, таких как водная технология. Кроме того, этот метод более экологически безопасен, поскольку количество радиоактивных отходов после переработки сокращается.
В рамках исследования было обнаружено, что при добавлении индия эффективность переработки остается на высоком уровне, но стоимость процесса снижается. Ученые провели эксперименты, создав три сплава на основе галлия и индия с различным содержанием индия. Растворимость ядерного топлива в этих сплавах была измерена при помощи метода осаждения и показала высокую эффективность разделения урана и компонентов ядерного топлива.
Использование металлических сплавов в процессе переработки ядерного топлива является активно изучаемой областью, однако уже известно, что оно позволяет сократить время выдержки радиоактивных отходов и сделать процесс безопаснее для окружающей среды.
Перед переработкой топлива его подвергают выдержке, чтобы уменьшить активность вещества. Если использовать недостаточно выдержанное топливо при помощи водной технологии, то процесс будет неэффективным из-за разложения воды. Использование расплавленных солей с жидкометаллическими сплавами позволяет сократить время выдержки ядерного топлива и уменьшить объем радиоактивных отходов.
Открытие позволит модернизировать существующие методы переработки отработавшего ядерного топлива и сделать их более эффективными. Однако следует отметить, что эффективность разделения урана и компонентов ядерного топлива немного снижается при увеличении доли индия в сплаве.