Сибирь / Новости 11 июня 2025 г. 09:20

Энергоэффективные методы разделения изотопов создают томские математики

Томск. 11 июня. ИНТЕРФАКС - Ученые механико-математического факультета (ММФ) Томского госуниверситета (ТГУ) до конца 2027 года планируют разработать новую технологию разделения изотопов, которая будет способствовать переходу РФ к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, сообщает в среду пресс-служба ТГУ.

Разрабатываемый учеными ТГУ подход основан на прохождении потока смеси изотопов в газовой форме через многослойную мембрану при низкой температуре и в присутствии внешнего ускоряющего поля. Такое "просеивание" позволит выделять из веществ в газовой фазе наиболее востребованные частицы.

"Сейчас весь цивилизованный мир стремится к созданию альтернативных источников энергии. С одной стороны, они выгодны тем, что не истощаются, с другой стороны, использование таких источников гораздо более экологично, чем энергетика ископаемых ресурсов. В качестве решения этой задачи мы предложили технологию криогенного электродиффузионного разделения изотопов различных веществ", - приводится в сообщении слова руководителя проекта, профессора ММФ ТГУ Михаила Бубенчикова.

Отмечается, что в настоящее время таких технологий в мире не существует. Похожий метод пытаются разработать китайские ученые, однако в нем используют лишь мембранное просеивание, что существенно снижает эффективность извлечения нужных изотопов.

Новизна метода математиков ТГУ заключается в том, что в результате охлаждения атомов до волнового состояния волновые свойства станут преобладать над свойствами классических частиц и изотопы будут проявлять себя не как вещество, а как свет. Это позволит селективно просеивать изотопы через многослойные мембраны. При повышении температуры частицам вернутся их прежние свойства. С помощью новой технологии можно будет селективно выделять наиболее востребованные промышленностью изотопы, в первую очередь, изотопы урана U238 и U235, которые выступают основой атомной энергетики.

Кроме того, технология позволит выделять изотопы гелия-3, который применяется в науке и технике, а также рассматривается как потенциальное термоядерное экологически чистое топливо. При этом гелион (ядро изотопа гелия-3) не добывают из обычного гелия, он образуется при радиоактивном распаде тяжелых элементов.

"Спрос на гелий и гелион растет экспоненциально. По оценкам экспертов, гелия на Земле осталось примерно на 50 лет. Гелиона в нем меньше одного процента. Новая технология позволит получать гелион в нужном количестве из природного газа при его глубоком разделении. Если в стране будут построены термоядерные реакторы, подход, созданный учеными ММФ ТГУ, позволит обеспечить страну гелионом на сотни лет", - говорится в сообщении.

В пресс-службе подчеркнули, что этапы создания новой технологии при поддержке Российского научного фонда (РНФ) включают математическое и компьютерное моделирование. Для решения задачи будет разработана и использована новая вычислительная методика. В свою очередь, инфраструктура для внедрения полученной технологии частично уже существует в Томской области на Северской АЭС и Сибирском химическом комбинате.

Томский госуниверситет был открыт в 1888 году. Вуз занял шестое место в Национальном рейтинге университетов 2024 года, подготовленном международной информационной группой "Интерфакс".

Новости Сибири