Új életet kaphat a kiégett nukleáris üzemanyag – Így hasznosítanák újra az energiatartalékait

A SHINE Technologies és az Argonne Nemzeti Laboratórium amerikai tudósai közösen dolgoznak egy olyan technológián, amely lehetővé tenné a kiégett nukleáris üzemanyagok ipari léptékű újrahasznosítását. A projekt célja a költséghatékonyabb energia és a kevesebb radioaktív hulladék – írják közös közleményben a szervezetek.

Az Egyesült Államokban működő atomreaktorok nagy mennyiségű elhasznált fűtőanyagot termelnek, és ezeknek több mint 95 százaléka jelentős energiatartalékot rejt. A kutatók fejlett kémiai eljárásokkal és új technológiákkal szeretnék hasznosítani a kiégett kazettákban rejlő potenciált, hogy hosszú távon, ipari szinten csökkentsék a radioaktív hulladék mennyiségét.

A használt fűtőanyag újrahasznosítása összetett feladat, hiszen erősen radioaktív és hőt termel, ezért feldolgozás előtt hűteni kell és biztonságosan tárolni. Ezt követően egy új kémiai eljárás során értékes anyagokat választanak ki belőle. Az eljárás innovatív berendezéseket, például centrifugális kontaktorokat alkalmaz. Ezek olyan eszközök, amelyek forgás révén nagy hatékonysággal bontják szét az összekevert folyadékokat.

A visszanyert anyagokat viszont csak akkor éri meg kivonni, ha van rájuk kereslet. A módszer feltalálói szerint egyes áramszolgáltatók új típusú reaktorokban használhatnák őket, míg más értékes melléktermékek az űrkutatásban vagy az orvosi diagnosztikában is hasznosak lehetnek. Az újrahasznosítás során visszanyert radioizotópok például mélyűri küldetések energiaellátására vagy életmentő orvosi vizsgálatoknál is alkalmazhatók.

„Nagyon fontos, hogy optimalizáljuk az elválasztási lépéseket, és olyan folyamatot fejlesszünk, amely nem termel tiszta plutóniumot” – szögezte le Peter Tkac, az Argonne nukleáris kémikusa, arra utalva, hogy a munkájuk nem vetheti fel a katonai célú felhasználás legenyhébb gyanúját sem.

A csapat az Argonne Van de Graaff típusú elektron-gyorsítóját használja a használt nukleáris fűtőanyag viselkedésének szimulálására. Az ütköztetések során kis mennyiségű radioaktivitás keletkezik, így a kutatók ellenőrzött körülmények között vizsgálhatják a sugárzás hatásait és azt, hogy az újrahasznosításhoz használt vegyszerek hogyan bomlanak le.

„A SHINE az Argonne-nal együttműködve már korábban is fejlesztett olyan eljárásokat, amelyek javítják a gyógyászati célú izotópok előállítását. Az ebből származó előrelépések világszerte életeket mentenek, és biztosak vagyunk abban, hogy a használt nukleáris fűtőanyag újrahasznosításán alapuló együttműködés hasonlóan áttörő lesz” – nyilatkozta Ross Radel, a SHINE technológiai igazgatója.

Tkac és csapata közölte: a technológia könnyen testre szabható. A kutatók 3D nyomtatóval készítik el hozzá az egyedi alkatrészeket, így gyorsan és alacsony költséggel próbálhatnak ki különféle változatokat. A prototípusokat valós vegyi körülmények között tesztelik, és kevés radioaktív hulladékot termelnek, ami ideálissá teszi őket már a fejlesztés korai szakaszában.

Gábor János, NEW technology