Новый процесс «синтеза сгорания», недавно разработанный для металлов-лантаноидов, нерадиоактивных и расположенных на одну строку выше актиноидов в периодической таблице Менделеева, может помочь в разработке и производстве ядерного топлива.
«Актиниднитридное топливо потенциально является более безопасным и более экономичным вариантом в существующих энергосистемах. Нитридное топливо также хорошо подходит для будущих ядерных энергетических систем пятого поколения, которые сосредоточены на безопасности и имеют устойчивый замкнутый топливный цикл реактора. Нитриды актинидов обладают превосходной теплопроводностью по сравнению с оксидами, также они значительно более энергоемки», — отметил Би Нгуен, ведущий автор исследования.
Топливо из нитрида актинида может обеспечить большую стабильность благодаря своей плотности, также оно более энергоемко и имеет лучшую теплопроводность, что позволит работать при более низких температурах.
Однако производство нитридов актинидов довольно сложная процедура и это продолжает оставаться основным препятствием для их применения.
Ученые Лос-Аламосской национальной лаборатории и Военно-морской исследовательской лаборатории обнаружили, что соединения LnBTA [лантаноид бис (тетразол) амин] можно сжигать для получения пен из нитрида лантанида высокой чистоты с помощью уникальной технологии, которая называется синтезом сжигания. В этом методе используется лазерный импульс для инициирования дегидратированных комплексов LnBTA: затем они подвергаются самоподдерживающейся реакции горения в инертной атмосфере с образованием наноструктурированных пен нитрида лантанида.
Таким способом соединение LnBTA можно легко получать в больших объемах. В данный момент продолжается работа по исследованию аналогов актинидов для синтеза топлива из нитридов актинидов при сжигании.
