Ученые Томского государственного университета разрабатывают уникальный метод разделения изотопов, основанный на прохождении газовой смеси через многослойную мембрану при низких температурах и воздействии внешнего ускоряющего поля. Такая технология позволяет избирательно выделять важнейшие изотопы, в частности U238 и U235, которые имеют ключевое значение для атомной энергетики. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета.
Проект обещает значительно повысить эффективность и экологичность производства энергии.
Главное отличие этой разработки в использовании сочетания криогенного (охлаждение до примерно 4 Кельвинов), электродиффузионного и мембранного разделения с субнаноскопическими порами, например в графеновых пластинах. При низкой температуре волновые свойства изотопов начинают преобладать, что обеспечивает высокую селективность их «просеивания» через мембраны, подобно тому, как свет разделяется в дифракционной решетке.
Важно также, что частицы имеют заряд и ускоряются внешним полем, исключая их застревание между слоями. В мире аналогичных технологических объединений пока нет, за исключением китайских разработок, ограниченных мембранным просеиванием без применения электрофузионного и криогенного подхода, что снижает эффективность.
Поэтому усовершенствованная технология ТГУ способна значительно повысить качество извлечения ценных изотопов и обеспечить России энергетическую независимость.
Помимо урана, ученые уделяют внимание изотопу гелия-3 — редкому и перспективному топливу для термоядерных реакторов. Он в тысячи раз эффективнее водорода для термоядерного синтеза, являющегося основой солнечной энергии и потенциальным источником экологически чистой энергии будущего. Гелий-3 ценен также для научных и промышленных применений, включая производство ЖК-мониторов. Вывод очевиден — передовая технология разделения изотопов ТГУ открывает новые горизонты в энергетике и промышленности, способствуя развитию экологически безопасных и эффективных источников энергии.
Создан алгоритм для моделирования взаимодействия света и виртуальных частиц. Вакуум, как выяснили учёные, не пустой — в нём постоянно появляются и исчезают виртуальные частицы, что может влиять на лазерное излучение, вызывая необычные явления, такие как «отталкивание» фотонов и отражение от виртуальных поверхностей.