Российские ученые разработали гибридный реактор синтеза-деления

Предложенная российскими учеными концепция предполагает возможность создания компактного реактора с возможностью генерации умеренной мощности и выделением малого количества радиоактивных отходов. Реактор использует высокотемпературную плазму, как токамак, но лишь в качестве дополнительного источника нейтронов. Дополнительные нейтроны позволяют заменить до 95% уранового топлива на торий. Это существенное преимущество, так как добывать и производить торий намного дешевле. Изотоп тория 232Th, поглощая нейтроны, превращается в изотоп урана 233U. Последний, в свою очередь, начинает делиться под воздействием тепловых нейтронов.

Использование плазмы как источника нейтронов имеет важное преимущество для безопасности. При выключении генератора плазмы, дополнительные нейтроны перестают поступать в топливные сборки, и реакция деления быстро останавливается.

Концепция «гибридного» реактора синтеза-деления. Рисунок: Сибирское отделение Российской академии наук  

Запуск плазменной «горелки» начинается с создания холодной плазмы, которая впоследствии питается газообразным дейтерием. В плазму ударяют пучки частиц, что приводит к соединению ионов дейтерия и трития в ядро гелия. В результате образуются высокоэнергетические нейтроны, способные легко преодолеть медные обмотки и стенки камеры, в которой удерживается плазма. Нейтроны поддерживают реакцию деления тяжёлых ядер, которая генерирует большую часть энергии реактора. 

Концепцию двигателя разработали исследователи из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Российского федерального ядерного центра — Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е.И. Забабахина и Томского политехнического университета. Ученые предложили пути преодоления технологических барьеров для строительства подобных реакторов и планируют сборку опытного образца.