Ученые ТГУ разработали новую технологию разделения изотопов для атомной и термоядерной энергетики

Томск, 11 июн - ИА Neftegaz.RU. Ученые Томского государственного университета (ТГУ) предложили новую технологию разделения изотопов, основанную на пропускании газовой смеси через многослойную мембрану при низкой температуре и в присутствии внешнего ускоряющего поля. Метод позволит эффективно выделять востребованные изотопы, такие как уран-235 и уран-238, необходимые для атомной энергетики.
Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Руководитель проекта, профессор механико-математического факультета ТГУ М. Бубенчиков отметил, что современный мир стремится к развитию альтернативной энергетики, которая не только неисчерпаема, но и экологичнее традиционных источников.
Для решения этой задачи ученые разработали технологию криогенного электродиффузионного разделения изотопов.

В отличие от зарубежных аналогов, в разработке ТГУ совмещаются мембранное просеивание с электрофузионным и криогенным разделением.
Это повышает эффективность метода, поскольку при обычном мембранном фильтровании проходит много лишних элементов.
Охлаждение атомов до волнового состояния заставляет их проявлять свойства, схожие со светом, что позволяет селективно просеивать изотопы через многослойные мембраны.

М. Бубенчиков пояснил, что для стабильного разделения необходимы три условия:

• температура около 4 К (-269 °C),
• использование субнаноскопических пор (например, в графеновых пластинах),
• предотвращение сорбции между слоями за счет заряда частиц и ускорения внешним полем.

При повышении температуры свойства частиц возвращаются к исходным.

Технология позволит выделять не только изотопы урана, но и гелий-3, критически важный для термоядерных реакторов.
Этот изотоп почти не встречается на Земле в свободном виде, но может быть получен при разделении природного газа.

По словам М. Бубенчикова, гелий-3 в 1000 раз эффективнее водорода для термоядерных реакций, подобных тем, что происходят в ядре Солнца.
Несмотря на малое количество действующих термоядерных реакторов в мире, за ними будущее энергетики, т.к. они производят огромное количество энергии при слиянии ядер.

Инфраструктура для внедрения технологии в Томской области уже частично существует благодаря Северской АЭС и Сибирскому химическому комбинату.
Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда, полное название проекта: «Математическое и компьютерное моделирование криогенной туннельной миграции изотопов через слоистые композиции субнанопористых 2d-молекулярных структур под действием ускоряющего внешнего поля».



Автор: А. Шевченко