Ученые разработали способ получения безопасного ядерного топлива для синтеза водорода
По оценкам Международного водородного совета, к 2050 году на водород будет приходиться 18% общего мирового спроса на энергию
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.
Поиск топливных смесей с нужными характеристиками проспонсировал Российский научный фонд.
"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 доцент отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Александр Каренгин.
По итогам нескольких сотен экспериментов ученые 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, передает ТАСС.
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. Так, при помощи ядерных реакторов можно синтезировать водород.
Александр Каренгин также рассказал, 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 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, передает ТАСС.
