Достижения в сфере пирообработки создадут решение для топлива реакторов следующего поколения

Ученые из Аргонской национальной лаборатории начали работать над переработкой топлива быстрых реакторов в начале 60-х годов при разработке экспериментального реактора-множителя II (EBR-II), а затем в рамках программы интегрального быстрого реактора (IFR). Аргон расширил работу, которая началась с реактора на быстрых нейтронах EBR-II, по разработке пирохимических процессов по переработке оксидов, карбидов и других передовых видов топлива.

IFR, быстрый реактор с жидкометаллическим охлаждением, разработан для производства энергии и потребления отходов, и во время работы над ним исследователи внедрили пиропроцесс, при котором электрохимическая реакция используется для отделения желаемых актинидов от нежелательных продуктов разделения для переработки в новое топливо.

Процесс пирообработки использует жесткие керамические оксидные гранулы, извлеченные из легководных реакторов (95% которых – это уран, 1% – актиноиды долгоживущих радиоактивных элементов, а остальные – непригодные для использования продукты разделения) и превращает оксидные компоненты в металл. Затем этот металл погружают в чан с расплавленными солями, где посредством электрорафинирования электрический ток селективно растворяет и заново отделяет уран и другие повторно используемые элементы, применяемые для изготовления топлива, которое может использоваться в быстрых реакторах.

4% топлива, которые являются продуктами разделения, непригодными для использования, все еще необходимо утилизировать в постоянном хранилище, хотя его радиоактивная токсичность возвращается к уровням природного урана в течение нескольких сотен лет. Это значительно меньше, чем многие тысячелетия, необходимые для возвращения необработанного ОЯТ, потому что большинство долгоживущих изотопов было переработано.

Сегодня LWR остаются стандартной конструкцией ядерных реакторов в Соединенных Штатах, для которых необработанный уран является дешевым и доступным топливом, но по мере приближения быстрых реакторов к демонстрациям и к концу десятилетия к коммерческому внедрению переработанное топливо может стать нормой.

По информации Аргонской национальной лаборатории