Создана новая лаборатория
В минувшем году в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН создана новая молодежная лаборатория высокотемпературной электрохимии актинидов и редкоземельных металлов в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы». Это послужит реализации приоритетного направления Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, развитию и укреплению международных связей, обмену опытом, совместным научным исследованиям в области физической химии и электрохимии актинидов и лантанидов в расплавленных солях.
Лабораторию возглавил кандидат физико-математических наук Максим Игоревич Власов, а в ее состав входят 14 исследователей, в том числе 5 кандидатов наук, а также в качестве внешнего ведущего научного сотрудника и научного консультанта доктор химических наук Я-ЛанЛю, специалист из Института физики высоких энергий (Пекин, Китай). Она будет работать в лаборатории по рамочному соглашению о сотрудничестве в области фундаментального исследования физико-химических свойств расплавленных солей, содержащих актиниды, лантаниды, редкоземельные металлы.
Изучение термодинамических свойств и кинетики электродных процессов в расплавленных солевых системах, содержащих соединения редкоземельных металлов и актиниды (уран), — исключительно актуальная проблема. Сегодня в мире выгружено из реакторов около 360 тыс. т отработанного ядерного топлива (ОЯТ) (из них переработано только 120 тыс. т), в том числе в РФ — 23 тыс. т. Один из основных вкладов в радиотоксичность ОЯТ вносят минорные актиниды (МА). Исключение их из состава высокоактивных отходов (ВАО), направляемых на захоронение после переработки ОЯТ, снижает период потенциальной опасности ВАО с 10^4 до 300 лет, а их объемов — примерно в 70 раз.
Внедрение замкнутого ядерного топливного цикла с многократным рециклированием урана/плутония и сжиганием МА способствует решению отложенных проблем ядерной энергетики, в частности накопления ОЯТ и высокоактивных отходов его переработки. Использование регенерированного плутония и урана в тепловых и быстрых реакторах, а также создание реактора-сжигателя минорных актинидов позволит сократить объем и радиотоксичность высокоактивных отходов переработки ОЯТ, подлежащих окончательному удалению из среды обитания.
Для эффективной утилизации МА реактор-сжигатель должен обладать рядом характеристик, которых трудно достичь в традиционных твердотопливных реакторах. Нужны экспериментально обоснованные технологические решения, оборудование и материалы, которые можно использовать для проектирования исследовательского и полномасштабного реактора-сжигателя МА, а для этого в свою очередь необходимы исследования физико-химических и электрохимических свойств топливной соли и промежуточного теплоносителя, включающие измерение индивидуальной и совместной растворимости фторидов и оксидов трансурановых элементов. Изучение фазового поведения фторидов редкоземельных металлов и актинидов позволит создать базу данных свойств этих систем, которые в дальнейшем будут использоваться для обеспечения стабильной и безопасной работы реактора-сжигателя МА.
