В мире активно ведутся исследования в области термоядерного синтеза, сулящего чистую и эффективную энергию. Однако, на пути к практическому применению этой технологии стоят серьёзные препятствия, одно из которых – дефицит трития, важнейшего компонента для реакции синтеза. Теренс Тарновский, физик-ядерщик из Национальной лаборатории Лос-Аламоса, предложил решение этой проблемы, опубликовав свой план на предстоящей конференции ACS Fall 2025, которая состоится на следующей неделе.

Суть предложения заключается в использовании отработанного ядерного топлива – тысяч тонн радиоактивных отходов, которые сейчас хранятся в специальных хранилищах по всей Америке, обходящихся в сотни миллионов долларов ежегодного обслуживания. По словам Тарновского, эти отходы представляют собой огромный и невостребованный, резервуар сырья, пригодного для производства трития.

В успешном термоядерном реакторе тритий и дейтерий – два лёгких изотопа водорода – сливаются, высвобождая огромное количество энергии. В отличие от современных атомных электростанций, работающих на основе деления тяжёлых атомов (например, урана), и производящих долгоживущие радиоактивные отходы, термоядерный синтез обещает значительно более чистый энергетический цикл. Однако, мировые запасы трития крайне ограничены – их количество исчисляется всего десятками килограммов, причём эти запасы активно расходуются в ходе экспериментов.

Тарновский предлагает использовать ускоритель частиц для инициирования распада атомов урана и плутония в отработанном ядерном топливе. Этот процесс будет сопровождаться серией нейтронных всплесков и других ядерных превращений, приводящих к образованию атомов трития. Для защиты от вредного излучения отходы будут покрыты расплавленным солевым раствором лития.

По расчётам учёного, данный метод может производить более чем в 10 раз больше трития, чем термоядерный реактор той же тепловой мощности. Однако, реализация проекта потребует значительных инвестиций как от государства, так и от частного сектора. Тарновский подчёркивает, что создание такой системы – задача долгосрочного планирования, не допускающая быстрых решений и наличия резервных систем. Задержка в реализации проекта лишь усугубит проблему, поскольку объёмы отработанного ядерного топлива постоянно растут (примерно на 2000 тонн в год).

Тарновский отмечает, что ещё 10 лет назад подобные предложения встречали бы значительно меньший интерес из-за опасений, связанных с ядерной энергетикой. Сейчас же ситуация изменилась, и к идее использования ядерных отходов для производства трития относятся более благосклонно, что даёт надежду на успешное развитие термоядерной энергетики и переход к чистым источникам энергии.