Нанотехнологии в альтернативной ядерной энергетике - М.Б. Игнатьев, Н.Н. Комаров, Ю.И. Кузякин, Д.Н. Суглобов, Р.М. Яковлев (2008 г.)

М.Б. Игнатьев*, Н.Н. Комаров**, Ю.И. Кузякин***, Д.Н. Суглобов**, Р.М. Яковлев**

*Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, **ФГУП НПО «Радиевый институт им.В.Г.Хлопина», ***Военно-морская академия им. Н.Г. Кузнецова

Широко распространенная урано-плутониевая ядерная энергетика предполагает производство не только энергии, но производство компонент ядерного оружия, что противоречит задачам нераспространения ядерного оружия. В рамках урано-плутониевой энергетики возможно лишь институциональное решение проблемы нераспространения, путем юридических запретов, что недостаточно в условиях роста международного терроризма. В рамках урано-ториевой энергетики на жидкосолевых реакторах решается проблема как производства энергии, так и проблема нераспростанения на физико-технологическом уровне, что определяет перспективность урано-ториевой энергетики, которую и называют альтернативной ядерной энергетикой. В США и России накоплен опыт по созданию урано-ториевых жидкосолевых реакторов, который выявил существенные технологические трудности. Разработка и внедрение нанотехнологий позволяет преодолеть эти трудности.

Первая задача - повысить объемную радиационную стойкость материалов. Путем теоретических и экспериментальных работ показано, что использование наноматериалов позволяет существенно провысить объемную радиационную стойкость и значительно увеличить время эксплуатации как реакторных систем, так и изолирующих материалов для длительной изоляции высокоактивных радиоактивных отходов. Для проведения экспериментальных исследований построена и действует высокопроизводительная установка для производства наноструктур, которые и используются для объемного наполнения конструкционных материалов.

Вторая проблема - удаление газообразных и летучих радиоактивных продуктов. Исследуется поглощающая способность различных сорбентов при введении в них наноматериалов. Предлагается использовать нанотрубки для эффективного поглощения трития, йода и радиоактивных благородных газов как в технологиях переработки облученного ядерного топлива, так и при его хранении.

Использование нанотехнологий позволит преодолеть трудности на пути разработки и внедрения урано-ториевых жидкосолевых реакторов, что поваысит эффективность борьбы за нераспротранение ядерного оружия.

Литература

1. Игнатьев М.Б., Комаров Н.Н., Кузякин Ю.И., Суглобов Д.Н., Яковлев Р.М. Безопасная атомная энергетика на основе жидкосолевых урано-ториевых реакторов // Приборостроение в экологии и безопасности: Труды 4-й международной конференции. СПб., 2004.

2. Яковлев Р.М., Кузякин Ю.И. Ядерная реакторная установка с топливом-теплоносителем в виде расплавов солей фторидов. Патент №57040 от 27.09.2006.

3. Суглобов Д.Н., Яковлев Р.М., Мясоедов Б.Ф. Торий-урановый топливный цикл для тепло- и электроэнергетики // Радиохимия. 2007. Т.49, №5.

4. Данилевич Я.Б., Игнатьев М.Б., Суглобов Д.Н., Яковлев Р.М. Атомная энергетика без плутония и Чернобыля // Мир и согласие. 2008. № 2.

Представлено Санкт-Петербургским отделением Российского Пагуошского комитета при Президиуме РАН