ЯДЕРНАЯ ТРАНСМУТАЦИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ: ПОИСК НОВЫХ РЕШЕНИЙ

Миронов К. В.

СПбГТИ (технический университет), г. Санкт-Петербург


В результате выполнения оборонных, ядерно-энергетических и исследовательских программ на предприятиях различных отраслей экономики России накоплено более 6 млрд. м3 радиоактивных отходов (РАО) суммарной активностью порядка 6·1019 Бк и около 9.5 тыс.т отработавшего реакторного топлива активностью 1,7·1020 Бк. Кроме того, порядка 1·1020 Бк РАО закачено в геологические формации, сброшено в Арктические и Дальне-Восточные моря и локализовано в зонах проведения подземных ядерных взрывов.

По разным причинам значительная часть РАО, находящихся на хранении, не соответствует современным требованиям безопасности. До настоящего времени не пущен в эксплуатацию ни один полигон т.н. “вечного” захоронения отвержденных высокоактивных РАО и не подлежащего переработке облучённого ядерного топлива. Та же ситуация наблюдается и в других странах-членах “ядерного клуба”.

В ряду методов окончательного удаления α-содержащих высокоактивных отходов особое место занимает концепция ядерной трансмутации радионуклидов в нейтронных полях или под воздействием потоков ускоренных частиц. Очевидная привлекательность этого подхода состоит в том, что теоретически высокоактивные долгоживущие РАО путём облучения (“дожигания”) могут быть переведены в категорию высокоактивных, но короткоживущих отходов, что позволяет радикально упростить решение проблемы как в экологическом, так и в экономическом аспекте.

Однако сам процесс трансмутации, равно как и абсолютно необходимый предварительный этап фракционирования РАО являются настолько сложными, что до сих пор ни одна страна мира не реализовала подобную технологию на практике.

В последние годы различными группами исследователей активно разрабатываются альтернативные подходы к ядерной трансмутации, т.е. превращению одних химических элементов в другие.

В частности, весной 1998 г. на Международной конференции по радиохимии (Словакия) были представлены результаты исследования ядерных реакций в кавитационных пузырьках. Автор доклада утверждает, что при “схлопывании” кавитационных пузырьков звуковая энергия может трансформироваться в энергию высоких параметров (до 7·1011 ГэВ), достаточную для реализации ядерных реакций, в том числе реакций синтеза и деления.

Осенью 1998 г. в материалах международной конференции “Физико-химические процессы в неорганических материалах” (Кемерово) опубликованы результаты исследований т.н. “холодной ядерной трансмутации”, когда взаимные превращения элементов имеют место в специально рассчитанной смеси металлов, солей и гидроксидов в ходе “обычных” окислительно-восстановительных реакций.

Несмотря на то, что сегодня ещё рано говорить о практической применимости этих реакций для ликвидации РАО, упомянутые эксперименты, без сомнения, заслуживают серьёзного внимания.

В докладе критически проанализированы опубликованные результаты и приведены некоторые предварительные данные исследований, проводимых в С.-Петербургском технологическом институте.