Світ дедалі активніше повертається до ядерної енергетики як одного з небагатьох реальних способів скоротити викиди вуглецю та стримати зміну клімату. Однак разом із перевагами атомної енергії залишається давня проблема — радіоактивні відходи, які можуть залишатися небезпечними десятки тисяч років. Тепер науковці пропонують радикально інший підхід: не просто ізолювати ці матеріали, а перетворити їх на джерело енергії.
Саме над таким рішенням працює дослідницький центр Thomas Jefferson National Accelerator Facility у штаті Вірджинія (США), відомий як Jefferson Lab. Мета проєкту — одночасно зменшити радіоактивність відпрацьованого ядерного палива та отримувати з нього електроенергію. Ідея звучить майже фантастично, але базується на добре відомих фізичних процесах.
В основі технології лежить реакція, яка називається спалацією. У спеціальному прискорювачі частинок формується потужний пучок протонів, що розганяється до надвисоких енергій за допомогою надпровідних камер із ніобію. Цей пучок спрямовується на мішень — наприклад, рідку ртуть. Під час удару матеріал вивільняє величезну кількість нейтронів, які далі взаємодіють із радіоактивними відходами.
У результаті небезпечні ізотопи буквально «перебудовуються» на інші — значно стабільніші. Якщо звичайні ядерні відходи потрібно зберігати до 100 тисяч років, то після такої обробки цей термін може скоротитися приблизно до кількох сотень років. Фактично йдеться про зменшення радіоактивності майже на 99,7%.
Але на цьому переваги не закінчуються. Сам процес супроводжується виділенням великої кількості тепла, яке інженери планують перетворювати на електроенергію. Тобто відходи, що раніше вимагали лише дорогого зберігання, можуть почати працювати як додаткове джерело енергії.
Проєкт отримав фінансування у розмірі понад 8 мільйонів доларів у межах програми NEWTON Міністерства енергетики США, спрямованої на трансформацію використаного ядерного палива. Дослідники також працюють над удосконаленням самої технології: зокрема, покривають внутрішні поверхні прискорювача оловом, щоб система могла працювати за вищих температур і потребувала менше енергії для охолодження. Паралельно створюється новий магнетрон, який забезпечить стабільну роботу прискорювача на потрібній частоті.
Подібні ідеї з’являються й в інших країнах. Наприклад, у США розглядають можливість отримання тритію для майбутніх термоядерних реакторів із відпрацьованого палива, а у Великій Британії досліджують створення наддовговічних «алмазних батарей» із ядерного графіту. Усе це свідчить про зміну підходу: ядерні відходи дедалі частіше розглядають не як проблему, а як ресурс.
Майбутнє атомної енергетики залежить не лише від ефективності реакторів, а й від того, наскільки безпечно людство навчиться поводитися з їхніми залишками. Якщо технології на кшталт тієї, що розробляється в Jefferson Lab, доведуть свою ефективність, світ може отримати одразу два рішення — чистішу енергію та значно меншу ядерну спадщину для наступних поколінь.
