پروژه اتحادیه اروپا برای استفاده از مواد شکافت‌پذیر اورانیوم کم‌غنی شده به عنوان سوخت هسته‌ای برای راکتورها
پروژه تحقیقاتی جدیدی از اتحادیه اروپا، به نام EU-CONVERSION، به منظور تسریع استفاده از سوخت‌های هسته‌ای با کارایی بالا مانند مواد شکافت‌پذیر اورانیوم کم‌غنی شده راه‌اندازی شده است. این پروژه امیدوار است راه‌هایی برای استفاده از این منابع سوختی و تبدیل راکتورهای هسته‌ای موجود در سراسر اروپا پیدا کند.
این پروژه بر پایه سه پروژه دیگر ساخته شده است: EU-QUALIFY، LEU-FOREvER و HERACLES-CP. این پروژه بر تبدیل راکتور تحقیقاتی FRM-II آلمان و راکتور آزمایش مواد پیشنهادی فرانسه Jules Horowitz (JHR) تمرکز دارد.
راکتور FRM-II آلمان بر سوختی متکی است که به بیش از 95 درصد اورانیوم-235 غنی شده است تا شار نوترونی متراکم خود را تولید کند. با این حال، چنین سوختی به عنوان یک خطر بالقوه برای گسترش هسته‌ای شناخته می‌شود و به شدت کنترل می‌شود.
به همین منظور، دانشگاه فنی مونیخ (TUM) توافقی با دولت آلمان و دولت بایرن برای کار بر روی استفاده از غنی‌سازی‌های کمتر در صورت در دسترس بودن سوخت مناسب به دست آورده است.
آینده اورانیوم کم‌غنی شده؟
در حال حاضر، هر دو دولت بایرن و آلمان راکتور FRM-II را تامین مالی می‌کنند، بنابراین موافقت آن‌ها برای موفقیت پروژه بسیار مهم است. چنین ترتیبی نیز یکی از شرایط مجوز کارکرد راکتور است که اولین بار در سال 2003 صادر شد.
پروژه EU-CONVERSION با بودجه 12.8 میلیون یورو (13.3 میلیون دلار)، که بخشی از آن توسط برنامه تحقیق و نوآوری Horizon 2020 اتحادیه اروپا تامین می‌شود، راه‌اندازی شده است. علاوه بر TUM، چندین موسسه تحقیقاتی دیگر نیز در این پروژه شرکت خواهند کرد.
این موسسات شامل اما محدود به: Framatome (فرانسه)، Institut Laue-Langevin (فرانسه)، مرکز تحقیقاتی هسته‌ای بلژیک (SCK-CEN)، CEA (فرانسه)، دانشگاه Grenoble Alpes (فرانسه)، Centrum Vyzkumu Rez (جمهوری چک)، Statni Ustav Radiacni Ochrany (جمهوری چک) و Technicatome (فرانسه) هستند.
دو کاندید برای سوخت‌های شکافت‌پذیر کم‌غنی شده برای پروژه در نظر گرفته شده‌اند. این سوخت‌ها بر اساس اورانیوم-مولیبدن (U-Mo) و دیگری بر اساس اورانیوم سیلیسید (U2Si3) هستند.
راکتور تحقیقاتی BR2 مرکز تحقیقاتی هسته‌ای بلژیک در ابتدا هر دو سوخت را برای شرایط تشعشع شدید آزمایش خواهد کرد. به همین منظور، هر دو ماده برای دو تا سه چرخه (55 و 75 روز) در داخل راکتور BR2 قرار خواهند گرفت.
به گفته World Nuclear News (WNN) ، آزمون نمایشی امسال آغاز خواهد شد و تشعشع در سال‌های 2027-2028 انجام خواهد شد. تجزیه و تحلیل آزمایش‌ها پس از تشعشع تا اوایل دهه 2030 ادامه خواهد داشت.
ایمنی بیشتر برای هسته‌ای اروپا
جارد واییت، مدیر برنامه در SCK-CEN گفت: “آزمایش‌های تشعشع پیشین مواد کاندید به یک جریان حرارتی معادل 470 وات بر سانتی‌متر مربع محدود شده بود. این به ما این امکان را داد که آن‌ها را در شرایط عملیاتی عادی آزمایش کنیم.”
او اضافه کرد: “در این پروژه اتحادیه اروپا، ما یک گام فراتر می‌رویم و جریان حرارتی را به بیش از 500 وات بر سانتی‌متر مربع افزایش می‌دهیم. ما از حدود عادی عملیاتی عبور می‌کنیم تا چگونگی رفتار مواد شکافت‌پذیر را در شرایط شدید مورد نیاز FRM-II و JHR ارزیابی کنیم. این برای اطمینان از ایمنی و اطمینان‌پذیری راکتورها حیاتی است.”
او افزود: “صنعت هسته‌ای در سراسر جهان تلاش می‌کند تا استفاده از اورانیوم با غنای بالا به عنوان ماده شکافت‌پذیر را کاهش دهد، که هدف از آن جلوگیری از گسترش بالقوه و تکثیر این ماده است.”
او ادامه داد: “بیشتر راکتورها قبلاً تبدیل شده‌اند. اکنون زمان آن است که آخرین تعدادی از آن‌ها - از جمله این دو راکتور (FRM-II و JHR) - را طی کنیم. این یک چالش سخت است، اما به دلیل مشخصات فنی خاص آن‌ها است. اما این چالشی است که ما قصد داریم با همکاری با راکتور تحقیقاتی BR2 خودمان بر آن غلبه کنیم.”
مارکوس بلوم، وزیر علم بایرن توضیح داد: “قدرت تحقیق و باز بودن نسبت به فناوری بدون محدودیت‌های ایدئولوژیک، پیش‌نیازهای یک آینده خوب و ایمن هستند.”
او افزود: “ما می‌خواهیم قوی‌ترین راکتور تحقیقاتی آلمان را با سوخت نوآورانه کم‌غنی شده در آینده - با همان عملکرد علمی قبلی - به کار بگیریم.”
