Досягнення у сфері пірообробки створять рішення для палива реакторів наступного покоління

Вчені з Аргонської національної лабораторії почали працювати над переробкою палива швидких реакторів на початку 60-х років під час розробки експериментального реактора-розмножувача-II (EBR-II), а потім у рамках програми інтегрального швидкого реактора (IFR). Аргон розширив роботу, яка розпочалася з реактора на швидких нейтронах EBR-II, щодо розробки пірохімічних процесів для переробки оксидів, карбідів та інших передових видів палива.

IFR, швидкий реактор з рідкометалевим охолодженням, був розроблений для виробництва енергії та споживання відходів, і під час роботи над ним дослідники впровадили піропроцес, при якому електрохімічна реакція використовується для відділення бажаних актинідів від небажаних продуктів поділу для переробки в нове паливо.

Процес пірообробки використовує тверді керамічні оксидні гранули, вилучені з легководних реакторів (95% яких – це уран, 1% – актиноїди довгоживучих радіоактивних елементів, а решта –  непридатні для використання продукти поділу) і перетворює оксидні компоненти на метал. Потім цей метал занурюють у чан з розплавленими солями, де за допомогою електрорафінування електричний струм селективно розчиняє і заново відділяє уран та інші повторно використовувані елементи, які застосовуються для виготовлення палива, яке може використовуватися в швидких реакторах.

4% палива, які є продуктами поділу, непридатними для використання, все ще необхідно утилізувати у постійному сховищі, хоча його радіоактивна токсичність повертається до рівнів природного урану протягом кількох сотень років. Це значно менше, ніж багато тисячоліть, необхідних для повернення необробленого ВЯП, тому що більшість довгоживучих ізотопів було перероблено.

Сьогодні LWR залишаються стандартною конструкцією ядерних реакторів у Сполучених Штатах, для яких необроблений уран є дешевим і доступним паливом, але в міру наближення швидких реакторів до демонстрацій і, до кінця десятиліття, до комерційного впровадження перероблене паливо може стати нормою.

За інформацією Аргонської національної лабораторії