Кристалл урана поможет создать новое ядерное топливо

На первый взгляд, кристаллы никак не связаны с ядерным топливом, но Эрик Бургетт – профессор университета штата Айдахо решил доказать обратное, создав в своей лаборатории чистый монокристальный уран и его оксид. Он уверен, что в новом виде уран даст намного более эффективное топливо для АЭС, — передаёт Hi-Tech News.

Вместе с группой своих аспирантов он ради практики сначала создал кристалл оксида церия, который походит на нерадиоактивный суррогат урана. В июне на мероприятии RISE в Покателло, направленном на представление исследований науки и инженерии, команда показала первый полученный кристалл оксида урана. Как отметил сам Эрик Бургетт, с помощью монокристалла можно изучать какое-либо вещество в его простом виде.

Учёный ещё аспирантом Технологического института штата Джорджия заинтересовался кристаллами и их возможностями в ядерной области. Сначала ему удалось вырастить кристалл оксида цинка для пользования в нейтронных детекторах, и уже потом он взялся за уран и плутоний.

Три года назад он был в команде учёных, которым удалось выиграть тендер Минэнерго США на производство монокристаллов оксида урана.

Довольно долго учёным пришлось изучать физический потенциал оксида урана, но они ошибочно брались за оксидные гранулы, в которым было несколько кристаллитов со случайной смешанностью. Их микроструктура различается в разных партиях. Поэтому такой выбор учёных превращал изучение оксида в долгий и не очень плодотворный труд.

Об этом даже сказал Бургетт, что практически все кристаллы оксида урана ориентированы беспорядочно, и нельзя идеально смоделировать партию топлива таким способом, только если собственноручно выращивать кристаллы. Он сообщил, что его команда намерена выяснить, как сквозь монокристалл оксида урана проходит тепло – это даст понять, как устроены и работают сложные кристаллические структуры.

Для того, чтобы вырастить кристаллы, команда Бургетта раздавила топливные таблетки, выделенные INL, и нагрела их в печи здания RISE. После получения кристаллов понадобилось несколько дней, чтобы их выровнять. Только тогда можно было приступать к изучению того, как в оксиде урана проходит тепло.

Учёный утверждает, что цель этого исследования – только увеличение безопасности при работе атомного реактора. Другие учёные приятно удивлены экспериментами Эрика Бургетта и уже думают над тем, чтобы покупать кристаллы оксида урана дня экспериментов, которые помогут лучше понять все аспекты кристалла. Благодаря этому станет возможно производство лучшего топлива.

По словам Рори Кеннеди, который является представителем INL, эксперименты Бургетта исключительны, так как совсем немногие учёные создают кристаллы подобным образом.