Новости - Отрасли ТЭК

В МИФИ изучили применение расплавленных солей для утилизации ядерных отходов

21.02.23 07:38

Ученые НИЯУ МИФИ совместно с коллегами из Института высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН изучили взаимодействие расплавленных солей LiF, NaF, KF с ядерными отходами. По их мнению, это позволит разработать эффективную технологию утилизации опасных отходов.

Смесь расплавленных солей (LiF, NaF, KF) представляет собой перспективный растворитель для ядерных отходов, поскольку обеспечивает быстрое разложение радиоактивных элементов и хороший теплоотвод.

Ученые из разных стран предлагают также варианты использования расплавленных солей с растворённым в них ураном в качестве ядерного топлива. Для разработки подобных технологий необходимо знать, как меняются вязкость и теплопроводность раствора при разных температурах.

Исследователи НИЯУ МИФИ и ИВТЭ РАН провели натурное и компьютерное моделирование этих растворов. В экспериментах они заменили радиоактивные актиноиды (торий и уран) на менее опасные лантаноиды (церий и неодим), имеющие похожие физико-химические свойства.

«При компьютерном моделировании мы использовали многомасштабный подход: сначала рассчитали параметры взаимодействия элементов раствора исходя из законов квантовой механики и затем использовали их в молекулярной динамике. В результате нам удалось добиться хорошего соответствия рассчитанных и измеренных характеристик растворов церия и неодима в расплавленных солях (в первую очередь - температурных зависимостей коэффициента самодиффузии и сдвиговой вязкости)», - рассказал профессор кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) НИЯУ МИФИ Константин Катин.

К 2031 году «Росатом» планирует запустить в Железногорске первый в России исследовательский жидкосолевой реактор, предназначенный для дожигания долгоживущих ядерных отходов. Разработанная методика моделирования, по мнению ученых, позволит оптимизировать процесс дожигания отходов и заменить часть дорогостоящих испытаний более дешёвыми «компьютерными экспериментами».