آمریکا طراحی مفهومی تأسیسات جدیدی را برای تبدیل زباله‌های هسته‌ای به سوخت رآکتور تأیید می‌کند
وزارت انرژی (DOE) در ایالات متحده طراحی مفهومی برای تأسیسات ساخت سوخت اوکلوی اورورا را تأیید کرده است.
تأسیساتی که طراحی مفهومی آن تأیید شده در آزمایشگاه ملی آیداهو (INL) واقع خواهد بود.
این تأسیسات به تبدیل مواد استفاده شده که از رآکتور سابق EBR-II آزمایشی DOE به سوخت قابل استفاده برای نیروگاه‌های پیشرفته هسته‌ای کمک خواهد کرد. EBR-II در اواخر سال ۱۹۹۴ پس از ۳۰ سال عملکرد موفقیت‌آمیز تعطیل شد.
گزارش طراحی ایمنی مفهومی اوایل امسال به دفتر عملیات آیداهو DOE ارسال شد که مسئولیت ایمنی هسته‌ای و قدرت نظارتی برای پروژه را دارد.
تأیید طراحی مفهومی گامی مهم در نشان دادن فناوری‌های بازیافت سوخت پیشرفته است، با توجه به بیانیه مطبوعاتی DOE.
بازیابی سوخت EBR-II
نیروگاه اورورا یک رآکتور سریع خنک‌شونده با فلز مایع است که برای کار کردن با اورانیوم تازه با غنی‌سازی کم‌میزان و سوخت هسته‌ای استفاده شده طراحی شده است.
DOE در تلاش است تا سوخت استفاده شده EBR-II را به عنوان بخشی از یک تلاش بزرگتر برای تولید HALEU بازیافت کند.
HALEU بین 5 و 19.75 درصد با اورانیوم-235 غنی‌سازی شده است - ایزوتوپ اصلی شکافت‌پذیری که در طول یک واکنش زنجیره‌ای انرژی تولید می‌کند.
برنامه این است که تا دسامبر ۲۰۲۸، تقریباً ۱۰ تن متریک HALEU از سوخت EBR-II با استفاده از یک فرآیند الکتروشیمیایی که طی سال‌ها در آزمایشگاه ملی آیداهو (INL) تکمیل شده، بازیابی شود.
اوکلو به پنج تن متریک HALEU دسترسی داده شده است به عنوان بخشی از یک توافق مشترک با INL.
جیکوب دیویت، یکی از بنیانگذاران و مدیر عامل اوکلو گفت، “ما به همکاری خود با INL و DOE افتخار می‌کنیم چرا که به اولین نیروگاه تجاری خود که از این سوخت هسته‌ای بازیافتی در چند سال پیش رو استفاده می‌کند نزدیک‌تر می‌شویم.”
اوکلو به همکاری با INL ادامه خواهد داد تا طراحی تأسیسات را تکمیل کند و قبل از شروع ساخت تأیید DOE را دریافت کند.
ماه گذشته، اوکلو توافق‌نامه‌هایی با DOE برای آغاز مشخصات سایت مکانهای مورد نظر برای رآکتور نیروگاه اورورا نهایی کرد تا از درخواست مجوز ترکیبی خود به کمیسیون تنظیم کننده هسته‌ای ایالات متحده حمایت کند.
طبق بیانیه مطبوعاتی، DOE مالکیت HALEU را هم در طول و هم بعد از استفاده حفظ خواهد کرد.
HALEU چگونه استخراج می‌شود؟
EBR-II از سال ۱۹۶۴ تا ۱۹۹۴ فعالیت داشت و از سوخت آلیاژی فلزی حاوی اورانیوم با غنی‌سازی بالا (اورانیوم با بیش از ۲۰ درصد U-235 غنی سازی شده) استفاده می‌کرد.
برای بازیابی این اورانیوم با غنی‌سازی بالا، سوخت هسته‌ای مستعمل آماده و در حمام شیمیایی نمک مذاب با دمای بالا قرار می‌گیرد.
سپس یک جریان الکتریکی برای جدا کردن فلز اورانیوم با غنی‌سازی بالا از محصولات شکافت استفاده می‌شود.
اورانیوم بازیافت شده تمیز و با اورانیوم با غنی‌سازی کمتر مخلوط می‌شود تا HALEU ایجاد کند.
سپس اورانیوم به شکل یک شمش بزرگ دایره‌ای شکل ساخته می‌شود و در یک کوره با درجه حرارت بالا به شکل‌های کوچک‌تر با دوز پایین‌تر تغییر شکل می‌یابد.
شمش‌های کوچک‌تر سپس می‌توانند برای تولید سوخت برای رآکتورهای پیشرفته مانند رآکتور میکرو اورورا مورد استفاده قرار گیرند که اولین بار در آزمایشگاه تا سال ۲۰۲۶ نشان داده خواهد شد.
امروزه با توجه به تلاش کشورها برای انتقال به انرژی هسته‌ای، تقاضا برای سوخت رآکتور در حال افزایش است.
تبدیل سلاح‌های هسته‌ای به سوخت رآکتور
طبق گزارش پیشین، اکنون ایالات متحده در حال تبدیل کرده سلاح‌های هسته‌ای خود به سوختی است که می‌تواند در نیروگاه‌های مدولار استفاده شود. این گزارش نشان می‌دهد که سلاح‌های هسته‌ای در یک تأسیسات دولتی در اوک ریج، تنسی به HALEU تبدیل می‌شوند.
در این تأسیسات، ابتدا اورانیوم با درجه تسلیحاتی (که معمولاً بیش از ۲۰ درصد غنی سازی شده) ذوب شده و سپس با اورانیوم تهی شده مخلوط می‌شود تا HALEU تشکیل شود.
تامین HALEU به آمریکا از زمانی که روسیه جنگ را با اوکراین آغاز کرده دچار مشکلاتی شده است. علاوه بر آن، اوایل امسال، ایالات متحده قانونی دو حزبی را به امضا رساند تا واردات محصولات اورانیوم از روسیه را ممنوع کند.
این مسئله مشکلی برای برنامه هسته‌ای ایالات متحده ایجاد می‌کند زیرا روسیه تنها تامین کننده بین‌المللی سوخت هسته‌ای است.
