Росатом разработи производствен процес на литий-7 флуорид

В ядрената енергетика има материали, без които не само „пробивът”, но и просто следващата стъпка в проектирането са невъзможни. Един от тези тихи, но критични компоненти се появи в Русия: държавната корпорация „Росатом“ съобщи за разработването на промишлен процес за производство на литий-7 флуорид, който се планира да се използва в реактори с разтопени соли.

Литий-7 флуорид е съединение, което се произвежда чрез твърдофазен синтез. Както съобщава изданието World Nuclear News, досега не е било възможно да се установи промишлено производство на литий-7 флуорид в Русия, въпреки че в Новосибирския завод за химически концентрати (част от Росатом) се произвежда литий-7 хидроксид, който след това може да се използва за производство на флуорид. От „Росатом“ подчертават, че новата технология е по-„безотпадъчна“ от конвенционалните подходи: тя намалява загубите на ценния литиев изотоп и свежда до минимум отпадъците от флуорид, поради което производството се нарича по-екологично.

Михаил Метелкин, ръководител на отдела по химия на Росатом свързва разработката директно с плановете за реактори на разтопени соли: според него това е важна стъпка към разработването на такива инсталации и към по-устойчива и по-безопасна енергетика. В дългосрочен план технологията може да бъде разширена до съоръжение с капацитет до 1 тон литий-7 флуорид годишно.

Но защо се обръща толкова голямо внимание на „солта“? Реакторите с разтопени соли (Molten Salt Reactors, MSR) използват разтопени флуоридни соли като охлаждаща течност и работят при ниско налягане. В някои концепции горивото остава в твърдо състояние, докато в други то се разтваря директно в солта, което е необичайно в сравнение с повечето реактори, работещи днес. Основното инженерно предимство е, че такива соли могат да останат течни при температура от около 500 до 1400 градуса по Целзий, докато класическият реактор, работещ с вода (PWR) работи при около 315 градуса и налягане от около 150 атмосфери.

По-рано „Росатом“ вече съобщи за напредъка по собствения си проект: на 22 юли World Nuclear News съобщи, че Русия е завършила първия етап от проектирането на пилотен реактор на разтопени соли и че цялата фаза на проектиране трябва да продължи до 2027 година и да включва разработването на технически проекти за реакторната инсталация и комплекса за подготовка на горивото за изстрелване. В материалите се споменава и целта за пускане на прототипа до 2031 година.

Отделна причина, поради която е необходим именно литий-7 са изискванията за „неутронна прозрачност“ и чистота. Според Световната ядрена асоциация литий-7 се използва в ядрената енергетика първо под формата на хидроксид като добавка за стабилизиране на рН в охладителните системи на реактори от типа PWR (за намаляване на корозията) и второ под формата на флуорид като компонент на солите за реактори MSR. Но и в двата случая се изисква много висока изотопна чистота: в противен случай при улавянето на неутрони се получава тритий.