Нов процес вади изотопи за 24 млрд. от ядрен отпадък

Американската компания SHINE Technologies, Argonne National Laboratory и Case Western Reserve University обявиха на 18 август 2026 г., че ще приложат нова центрофужна технология за химично разделяне върху отработено ядрено гориво. Проектът върви по програмата CURIE на ARPA-E към Министерството на енергетиката на САЩ и цели да извади от „отпадъка“ изотопи, чиято пазарна стойност се оценява на около 24 млрд. долара (приблизително 21 млрд. евро) — плюс уран и плутоний за трилиони.

Какво точно се разделя

В САЩ се съхраняват около 94 000 тона високоактивни ядрени отпадъци, пише New Atlas. Страната се отказа от преработката на гориво още през 70-те години, така че материалът стои в басейни и сухи контейнери в очакване на постоянно хранилище.

Само че отработеното гориво далеч не е празно. В него остават около 90% от първоначалния енергиен потенциал под формата на уран и плутоний. Освен това съдържа изотопи с напълно конкретни приложения:

• стронций-90 — източник на топлина за автономни енергийни системи;
• родий-103 и паладий-105–110 — благородни метали с индустриална употреба;
• америций-241 — използва се в детектори и в захранващи модули за космически апарати.

Оттам идва и сравнението с „радиоактивно злато“: това не е реторика за пресата, а описание на суровина, която в момента се третира като боклук.

Центрофуга вместо гравитация

Класическият метод PUREX разтваря горивото в азотна киселина и прекарва разтвора през високи колони, в които водна и органична фаза се разминават и постепенно отделят елементите по плътност. Работи, но е бавно и скъпо: пълното разделяне отнема часове, органичните разтворители се разграждат от радиацията, а изотопите с кратък полуживот просто се губят по пътя.

Argonne разработва алтернатива, наречена PaCERS (Packed Centrifugal Equipment for Radiochemical Separation). Вместо на гравитацията, тя разчита на центробежна сила над 1000 g. Ефектът е двоен: нужен е много по-малко разтворител, а разделянето става за секунди вместо за часове.

Практическите последствия са по-интересни от самата физика. По-бързият процес означава по-малка инсталация, възможност да се уловят и краткоживеещите изотопи, преди да се разпаднат, и по-добър контрол над концентрирането на чист плутоний — чувствителна точка при всяка преработка на гориво.

Снимка: TechNews.bg / CC0

REDUCE: рециклиране плюс изгаряне

PaCERS е част от по-голяма рамка на SHINE, наречена REDUCE (Recover Elements – Destroy Undesirables – Create Energy). Идеята е разделянето да се комбинира с проследяване на материалите и с трансмутация: това, което не става за търговска употреба, да бъде бомбардирано с неутрони и превърнато в краткоживеещи елементи.

Ако това проработи, срокът за съхранение на остатъка пада от порядъка на десетки хиляди години до десетилетия. Именно този времеви мащаб прави проблема с постоянните хранилища толкова труден — не толкова обемът, колкото периодът, в който някой трябва да гарантира безопасността им.

„Отработеното ядрено гориво е огромен ресурс с много ценни материали, които могат да бъдат възстановени, вместо да се съхраняват или, още по-лошо, изхвърлят“, коментира Рос Радел, технически директор на SHINE. Компанията вече отделя радиоактивни материали за медицински изотопи и пренася същата експертиза към PaCERS.

Какво още не се знае

Тук е мястото за уговорките. Става дума за лабораторна технология, която тепърва се тества в мащаб — Argonne отпечатва прототипи на центрофужни контактори на 3D принтер, за да сравнява конструкции бързо и евтино. Между работещ прототип и промишлена преработвателна инсталация стоят години, лицензионни режими и капиталови разходи, за които засега няма публични числа.

Не е обявен и график: прессъобщението не посочва кога PaCERS трябва да излезе от лабораторията. Оценката от 24 млрд. долара пък е стойност на изотопите в склад, а не печалба — извличането им също струва пари.

Защо това има значение

Дебатът за ядрената енергия в Европа отдавна не е само за реакторите, а за системата около тях — съхранение, гъвкавост на мрежата и това какво се случва с отпадъка. България вече е в топ 5 на Европа по батериен капацитет, но нито една батерия не решава въпроса с горивото, което вече е използвано.

Затова технология, която превръща 94 000 тона проблем в суровина за десетилетия напред, заслужава внимание — стига да стигне до индустриален мащаб. Засега имаме обещаваща химия, федерално финансиране и три сериозни институции зад нея. Останалото ще се види в следващите години.