ТОМСК, 27 октября. /ТАСС/. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) нашли способ синтезировать топливные оксидные композиции для высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов, которые позволят обезопасить их в случае аварии и синтезировать в них водород, сообщил ТАСС в кулуарах конференции "Водород. Технологии. Будущее" доцент отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Александр Каренгин.
"Сейчас на первый план выходит развитие водородных технологий. Один из основных методов его получения - это электролиз воды и паровая конверсия метана. Однако паровая конверсия требует огромных энергозатрат, при которых половина метана сжигается для достижения рабочих температур. Выходом из положения могли бы стать высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы. Но ядерное топливо, которое сейчас используется, для них не подходит", - рассказал Каренгин.
Решением задачи по поиску топливных смесей с нужными характеристиками занимались ученые ТПУ на средства гранта Российского научного фонда. По итогам нескольких сотен экспериментов они выделили наиболее перспективный метод создания топлива - одностадийный плазмохимический синтез в воздушно-плазменном потоке топливных оксидных композиций из диспергированных водно-органических нитратных растворов (ВОНР), включающих органический компонент.
Он позволяет синтезировать топливо при помощи потока плазмы, которая попадает на уран в специальном нитридном растворе с добавлением органики, в частности, спирта, и металлов, используемых в качестве матрицы (например, магний). Данный метод позволяет получать относительно недорогое, но в то же время эффективное и горючее топливо, в ТВЭЛе оно будет создавать нужную температуру без риска разрушения. Таким образом, при помощи ядерных реакторов можно будет синтезировать водород.
Необходимость исследований
Ученый пояснил, что в высокотемпературном реакторе с газовой системой охлаждения можно использовать для охлаждения топливных элементов газовую смесь на основе метана, которая под воздействием высокой температуры будет превращаться в столь нужный водород. Однако значительная часть предприятий ядерной энергетики (АЭС) использует керамические таблетки с ядерным топливом из диоксида урана или дисперсным торий-урановым топливом. В ходе работы реактора эти тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ) нагреваются, но за счет структуры плохо проводят температуру - внутри таблетки она достигает нужные для синтеза 1 250 градусов, а на поверхности - порядка 400. Если увеличить температуру, то топливные элементы просто расплавятся, поэтому их постоянно требуется охлаждать.
Водород считается одним из самых перспективных видов топлива, который, помимо высокой эффективности, не наносит вреда окружающей среде. По оценкам Международного водородного совета, к 2050 году на водород будет приходиться 18% общего мирового спроса на энергию.
