Стартап из Род-Айленда работает над переработкой отработавшего ядерного топлива в долговечные энергетические системы для вооруженных сил
Каждый атом является свернутым источником о силе. Но некоторые атомы обладают большей ударной силой, чем другие. Радиоактивные элементы, питающие ядерные реакторы, могут быть использованы для выработки такого количества энергии, что в середине 1950-х годов Льюис Штраус, тогдашний председатель Комиссии по атомной энергии США, предсказал, что электричество вскоре станет «слишком дешевым для учета».
Для некоторых стран эта пульсирующая энергия является потенциальный ресурс. Project Omega, стартап из Род-Айленда, вышедший из stealth mode в феврале, хочет взять этот мусор и снова сделать его новым.
О поддержке научной журналистики
Если вам понравилась эта статья, подумайте о том, чтобы поддержать нашу журналистскую деятельность, отмеченную наградами, подписавшись на нее. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.
«Сегодня мы извлекаем отработавшее топливо из реактора, помещаем его в бассейн с водой на несколько лет, чтобы оно остыло, а затем помещаем на бетонная площадка рядом с реактором», — говорит Стаффорд Шихан, основатель и генеральный директор Project Omega. Он хочет переместить отходы с бетонной площадки в ванну с горячей солью, извлечь полезные элементы и направить их обратно в ядерные реакторы — или в другие технологии, такие как долговечные датчики, которые питают военные спутники.
Добыча этого атомного мусора особенно привлекательна для военных целей. Колонны транспортных средств, например, являются уязвимыми целями. Радиоактивность может приводить их в действие, поэтому дозаправка не требуется. Удаленные аванпосты могли бы использовать современные реакторы, работающие на переработанном топливе. Федеральное правительство хочет увеличить ядерный потенциал страны и военных. Но ему не хватает инфраструктуры для переработки полученных данных.
Колонны транспортных средств являются уязвимыми объектами. Радиоактивность могла бы обеспечить их энергией, дозаправка не требовалась.
Шихан хочет воспользоваться этим открытием. «Ядерная энергетика переживает настоящий момент», — заявляет он: в мае 2025 года президент Дональд Трамп подписал указы, поощряющие разработку передовых реакторов, и даже дал указание Министерству обороны построить один из них на местной военной базе. Но при нынешнем положении вещей их отходы и заключенная в них энергия будут похоронены. «Это полностью упущенная возможность», — говорит Шихан.
Другие страны используют его. Франция, Китай и Россия перерабатывают ядерные отходы, используя кислотный метод для отсеивания полезных элементов.
США воздерживаются, в основном из-за опасений распространения. При стандартной переработке радиоактивных отходов образуется поток чистого плутония. Плутоний — это волшебное зерно ядерного оружия. Увеличение его масштабов увеличивает риск его распространения, с чем США боролись десятилетиями. «Мы приводили аргументы различным партнерам и союзникам в пользу того, что, поскольку мы не перерабатываем отходы, вам тоже не нужно их перерабатывать», — говорит Дженифер Шейфер, бывшая сотрудница Министерства энергетики, ныне работающая в Горной школе Колорадо. «Это поставило нас в положение, когда с политической точки зрения мы, возможно, немного связали себе руки.»
Тем не менее, США по-прежнему нуждаются в неплутониевых радиоактивных элементах, таких как специализированные изотопы для медицинских целей и топливо для собственных реакторов, поэтому она часто покупает плоды иностранного труда. «Мы закупаем большое количество этих изотопов в России», — говорит Шейфер. Эта зависимость является стратегическим препятствием: если Москва перекроет доступ, жизненно важное американское оборудование никогда не выйдет из-под контроля. Проект Omega предлагает собственные поставки переработанного материала — без риска получения плутония — что сделало бы США более самодостаточными, не делая их лицемерными.
Проект Omega планирует: используйте другой процесс: реакцию расплавления соли. Компания нагревает соли, такие как хлорид лития, до тех пор, пока они не станут жидкими, а затем смешивает их с отходами, образуя токсичный коктейль из оксидов металлов и радиоактивных элементов. Химический процесс превращает их в чистые металлы. Эти металлы отправляются в другую ванну с расплавленной солью для извлечения урана, а затем в горячей ванне с солевым раствором завершаются процессы извлечения других элементов. Подход компании представляет собой нечто среднее между алюминиевым заводом и нефтеперерабатывающим заводом. Он по-прежнему производит плутоний, но химически этот элемент остается в ловушке в грязном бульоне из других материалов, что не так полезно для тех, кто пытается незаметно создать ядерную бомбу.
Это нелегкая работа. Конечный продукт является более неконтролируемым, чем при экстракции плутония-урана стандартным кислотным методом. В процессе также образуется кислород, который вызывает коррозию оборудования. Но Шейфер предполагает, что средства, выделяемые на исследования и разработки, могли бы решить обе проблемы. Сокращение потока отходов уменьшает необходимость обращаться в Россию за радиоактивными материалами и позволяет гражданским лицам и военным получать максимальную отдачу от своих урановых запасов.
После переработки отходы могут быть в нескольких формах. Оставшийся уран можно было бы использовать в реакторах. По замыслу Project Omega, использование меньшего количества изотопов могло бы обеспечить энергией небольшие устройства. «Представьте себе iPhone, который никогда не разрядится», — немного высокопарно говорит Шихан.
Пентагон, возможно, имеет в виду что-то другое. Разрабатываемые планы могут потребовать изотопов для питания датчиков в космосе, автономных беспилотных летательных аппаратов, которые могут находиться в воздухе месяцами, и компьютеров, обрабатывающих разведывательные данные. Для солдат, отключенных от сети, электроснабжение стало бы еще одной проблемой, о которой стоило бы беспокоиться.
Чтобы это заработало, Project Omega хочет партнерства с правительством. В этом есть определенный прогресс; недавно компания получила награду от Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны. На данный момент «горячая» работа ведется в партнерстве с Тихоокеанской северо-Западной национальной лабораторией Министерства энергетики США.
Недавно в рамках проекта Omega был создан микропроцессорный источник питания с использованием изотопа стронция-90 совместно с национальной лабораторией, где правительственные ученые внедрили устройство, ставшее настоящим хитом продаж. Микропроцессор сработал. И никакого зеленого осадка не вытекло.
