Ученые из Томска предложили технологию, которая изменит атомную энергетику

В Томском государственном университете предложили новую технологию разделения изотопов, которая обещает революционные возможности для выделения из газообразных веществ наиболее востребованных частиц. Этот метод, основанный на прохождении потока смеси изотопов через многослойную мембрану при сверхнизкой температуре и в присутствии внешнего ускоряющего поля, может открыть новые перспективы для добычи изотопов, таких как уран.

Руководитель проекта, профессор Михаил Бубенчиков из механико-математического факультета ТГУ, объяснил, что новая технология нацелена на создание экологичных и альтернативных источников энергии. Уникальность подхода заключается в сочетании мембранного просеивания с электрофузионным и криогенным разделением, что значительно повышает эффективность извлечения нужных изотопов, избирательно отсекая ненужные элементы.

Технология работает следующим образом: атомы изотопов охлаждаются до волнового состояния при температуре около -269°C с использованием жидкого гелия. В таком состоянии изотопы начинают вести себя как световые волны, что позволяет избирательно «просеивать» их через многослойные мембраны, например, графеновые пластины с субнаноскопическими порами. Для обеспечения стабильности процесса изотопы заряжаются и ускоряются внешним электрическим полем.

С помощью этой технологии можно будет эффективно выделять изотопы, критически важные для промышленности, такие как уран-238 и уран-235, которые являются основой атомной энергетики, а также гелий-3 — ключевой компонент для термоядерных реакторов, которые могут стать источниками энергии будущего.

Гелий-3, известный также как гелион, крайне редок в свободном виде на Земле, но может образовываться при распаде тяжелых элементов. Новая технология позволит получать его из природного газа, и по оценкам специалистов, гелий-3 в тысячу раз эффективнее водорода для термоядерных реакций.

Томская область уже имеет частичную инфраструктуру для внедрения новой технологии, благодаря расположению таких объектов, как Северская АЭС и Сибирский химический комбинат. Проект, связанный с математическим и компьютерным моделированием процесса, реализуется при поддержке Российского научного фонда.