Две литовские компании и лауреат Нобелевской премии профессор Жерар Муру создали и продемонстрировали лазер, достаточно мощный, чтобы сократить время распада ядерных отходов с сотен лет до нескольких часов.
Лазер Single Cycle Laser SYLOS разрабатывается профессором Ж. Муру и использует технологию, которая трансмутирует ядерные отходы, бомбардируя атомы. Ж. Муру и бывшая студентка Донна Стрикленд получили Нобелевскую премию за исследования по усилению чирпированного импульса, проведенные в Лаборатории лазерной энергетики в Университете Рочестера в США. Лазер SYLOS был разработан литовскими компаниями EKSPLA и «Light Conversion» на венгерском предприятии ELI-ALPS в Сегеде. Цель состоит в том, чтобы производить лазерные импульсы с самой высокой интенсивностью в мире с самыми высокими показателями повторения и самыми короткими импульсами. Потребовалось пять лет, чтобы спроектировать и изготовить лазер SYLOS. Он производит стабилизированные лазерные импульсы с пиковой мощностью
4,9 ТВт.
Бомбардировка атомов. Хотя концепция трансмутации существует уже много лет, и Ж. Муру признает, что до коммерческого решения еще много лет, потенциал обращения с ядерными отходами и их хранения при выводе из эксплуатации АЭС является значительным. Лазер не снижает излучение в ядерных отходах, сообщили в компании EKSPLA. Профессор Ж. Муру продвигает идею бомбардировки атомов ядерных отходов элементарными частицами, генерируемыми с помощью лазерных систем, подобных лазеру SYLOS. Процесс трансмутации может ускорить время распада ядерных отходов с сотен лет до дней или даже часов.
Ж. Муру заявил, что промышленный лазер может начать работать через 10 или 15 лет, что в корне изменит то, как промышленность обрабатывает ядерные отходы и как это воспринимает общественность.
Ранние стадии. Трансмутация ядерных отходов с помощью лазеров находится на очень ранней стадии, и перед коммерциализацией необходимо провести много исследований. Однако по мере создания новых лазерных систем, таких, как SYLOS, темпы исследований должны возрасти. Говорить о рентабельности пока рано. В настоящее время удаление является наиболее популярным методом обращения с ядерными отходами. Лазерная трансмутация потенциально может быть гораздо более рентабельной и экологически чистой.
Хранение ядерных отходов с АЭС стоит миллиарды долларов каждый год. Франция строит подземное хранилище для своих ядерных отходов, ориентировочная стоимость которого составляет 28 млрд долларов США.
В отчете компании «GE-Hitachi» за 2015 г. оценочная стоимость удаления ядерных отходов (за пределами Китая, России и Индии) составляет более 100 млрд долларов США. Эти отходы потенциально могут быть нейтрализованы и сделаны безопасными с помощью лазерных систем, таких, как лазер SYLOS. Наряду с сокращением или устранением затрат на хранение отходов, удаление ядерных отходов может также изменить ситуацию в отрасли как чистое, безопасное и не содержащее углерода решение. Заинтересованные стороны должны собраться вместе, чтобы помочь коммерциализировать технологию.
Проблемы. Компания EKSPLA является производителем лазеров, но лазеров недостаточно для трансмутации. Необходима более сложная система (включая лазер, генератор частиц, систему транспортировки отходов и т. д.). Целевым рынком компании будут научные учреждения, разрабатывающие такие технологии, или компании-интеграторы, интегрирующие лазеры в свои системы. Необходимо тесное сотрудничество между производителями лазеров, научным сообществом, компаниями-интеграторами и компаниями, работающими в области ядерной энергии, для включения лазеров в системы трансмутации промышленных ядерных отходов.
Этот путь к коммерциализации может быть долгим. Еще в 2003 г. немецкая и британская исследовательские группы из Университета Стратклайда (Шотландия) возродили подобные надежды, когда они осуществили трансмутацию с помощью лазера Vulcan. Они превратили миллион атомов йода-129 в йод-128 (с периодами полураспада 15,7 млн лет и 25 минут).
Источник: Nuclear Energy Insider, 5.8.2019
В Дунрее строится новое промежуточное хранилище отходов.
Киркин А.М., Курындин А.В,. к.т.н., Строганов А.А., к.ф.-м.н. (ФБУ «НТЦ ЯРБ»).