גישות חדשניות ל-Uranium Enrichment Waste Recycling and Reuse

העשרה אורניום חיוני לייצור דלק עבור כור גרעיני, אבל זה גם יוצר זרמי פסולת משמעותיים.מוצרים אלה, בעיקר אורניום מרוקן ו שאריות רדיואקטיביות שונות, הנוכחי אתגרים סביבתיים וביטחון לטווח ארוך. חידושים אחרונים משנים את האופן שבו פסולת זו מנוהלת, לנוע לקראת מחזור מחדש ואסטרטגיות שימוש מחדש אשר להפחית את הכמויות, סיכונים נמוכים יותר, ולשפר את הקיימות הכוללת של אנרגיה גרעינית, לחקור את סוגי פסולת, מחזור הדם הפוטנציאלי של טכניקות התחדשות, ניצול גרעיני, ניצול, ניצול, ניצול, ניצול פוטנציאל, ניצול מחדש של טכניקות קירור פוטנציאלי של פסולת, ניצול מחדש של טכניקות קירור, וטכניקות קירור פוטנציאלי של פסולת, ניצול מחדש, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של אנרגיה גרעינית, ניצול מחדש, ניצול מחדש של טכניקות קירור, ניצול פוטנציאל, ואסטרטגיות של אנרגיה גרעינית, שיפור פוטנציאל, שיפור פוטנציאל, שיפור פוטנציאל, ניצול מחדש של טכניקות קירור, ניצול מחדש של טכניקות קירור, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של פסולת, ניצול מחדש של טכניקות קירור, ניצול מחדש של אנרגיה גרעינית, ניצול מחדש של אנרגיה גרעינית, שיפור פוטנציאל, שיפור פוטנציאל, ניצול מחדש של אנרגיה גרעינית,

הבנה של פסולת אורניום

אורניום טבעי מכיל כ 0.7% (FLT:0) אורניום-235sFLT 1 (U-235) ו-99.3% אורניום-238 (U-238), הגדלת הריכוז U-235 ל-35% עבור כור מים קלים.התהליך מייצר שתי קטגוריות פסולת עיקריות:

  1. (FLT:0) אורניום מדולדל (DU): זרם השמאל לאחר העשרה, המכיל בדרך כלל 0.2–0.4% U-235.It הוא רק מעט רדיואקטיבי אבל רעיל מבחינה כימית.
  2. (FLT:0) הוצאות פסולת:FLT:1ure נוזלים, מוצקות וגזים המכילים מכשירי רדיונוקלידים, אורניום hexafluoride (UF6), וציוד מזוהם.

האתגר הוא בניהול חומרים אלה בבטחה תוך צמצום ההשפעה הסביבתית.הסילוק המסורתי בשרידים רדודים או עמוקים גיאולוגיים הוא יקר ועומד בפני התנגדות ציבורית.

טכניקות חדשניות

ההתקדמות האחרונה במדעי החומרים, כימיה הפרדה, והנדסת תהליכים הביאה מספר שיטות מיחזור מבטיח.טווח זה מגישות כימיות ואלקטרוכימיות להפרדה פיזית באמצעות מזכרות חדשניות.

עיבוד כימי של אורניום

עיבוד כימי כולל המרת DU לצורות ניתנות להשגה.דרך אחת מבוססת היא ה-FLT:0fluoride ו-Vatility Process, ראשי תיבות של UFLT:1, שם UF6 מטופלים כדי לשחזר פלואורנין וליצור תחמוצות אורניום.

עיבוד של פולי ועושר של סובסידיות

(המעבדה היא שיטה אלקטרוכימית עתירית שפותחה במקור לטיפול בדלק גרעיני מושקע.זה עכשיו מותאם להעשרת הפסולת. בתהליך זה, חומרי פסולת מומסים ב אלקטרוליטטה מלח (למשל, LiCl-KCl) ב 500-700 מעלות צלזיוס ופעולות נוספות מופקדות על אלקטרודות באמצעות אלקטרו-מזרחיות, משאירה יתרונות חשמליים קבועים לדלקת אורניום, או לדלקתיים, בטווח הארוך, לדלקת אורניום, לדלקת אורניום, לדגמיים, יש כמה חומרים משוחררים, ואלקטרוניקה, ודלקים, בטווח הארוך, או לכדי מגוון רחב של דלקים, ודלקים, ודלקים.

טכנולוגיות הפרדה

(ב) פיתחו מסנני מחקר נפרדים באופן סלקטיבי אורניום מזרימי פסולת נוזליים.לדוגמה, פילטרים מחקר FLT:0nanofiltration membranesFLT:1 עם גדלים מפוזרים מותאמים יכול לדחות רמות פסולת משניות אלה, תוך מתן סימולציות כימיות קטנות יותר, כגון: LT2quid-quidated תעשייתית מזרז אותי: 3.

Recycleed Uranium

אורניום ממוחזר שמקורו בבזבוז ההעשרה יש יישומים רבים, הן במחזור דלק גרעיני והן בתעשיות לא גרעיניות.

דלק לגיבים גרעיניים

השימוש הישיר ביותר הוא כמו דלק כור.ה אורניום מעוקל יכול להיות מעורב אורניום מועשר אורניום או פלוטוניום כדי ליצור דלק חד-חמצני מעורב (MOX) לחלופין, re-enriching depleted אורניום מועשר בגז צנטריפוגות הוא אפשרי מבחינה טכנית, אם כי כרגע לא כלכלי בשל תוכן נמוך U-235.

קרינה

בגלל צפיפות גבוהה שלה (19.1 g / ס"מ3) ומספר אטומי, DU הוא מגן קרינה גמא מעולה.זה משמש חדרי טיפול קרינת קרינה רפואית, קסק תחבורה עבור חומרים רדיואקטיביים, ומתקני אחסון מיכל. recycled DU ניתן להטיל או מכונה לתוך בלוקים מגן, המציע חלופה יעילה עלות כדי להוביל כראוי.

דרישות צבאיות ותעשייתיות

אורניום מעוגן שימש תחמושת משוריינת וכלי רכב צבאיים בשל השימושים הpyrophoric ו high-density שלו.בעוד שנוי במחלוקת, יישומים אלה לצרוך כמויות גדולות של DU אשר אחרת ידרוש אחסון. עבור שימושים תעשייתיים, DU יכול להיות סגסוגת עם מתכות אחרות כדי לייצר משקולות נגד עבור מטוסים ומכונות כבדות, עומסים בסעיפים כנף ו-Truphors.

יתרונות סביבתיים ובטיחות

החזרת פסולת אורניום להעשרת אורניום מניבה שיפורים סביבתיים ובטיחות משמעותיים על פני לרשות המסורתית.

  • (FLT:0Waste הפחתה בנפח:0Waste הפחתה של 1FLT) במיחזור מתקדם מפחיתה את כמות הפסולת הדורשת סילוק גיאולוגי עד 90%.זה מוריד את הנטל על מתקני הסימון כמו מפעל טייס השיקום של פסולת (WIPP) או הציע שרידים עמוקים.
  • (ה)השפעת כרייה:0)השפעת כריית: 1FLT:1hil כל טון של אורניום ממוחזר מחליף את הצורך ב-200-300 טון של אורניום טבעי, חיתוך הפרעות קרקע, שימוש במים ודור זנבות.
  • (FLT:0) לסיכון רדיואקטיבי: FLT:1 הסרת איזוטופים ארוכים יותר כמו פלוטוניום 239 (חצי חיים 24,000 שנים) מזרמי פסולת הופכת את הפסולת שנותרה לצורה קצרה יותר. אתרי סילוק עתידיים יצטרכו לבודד פסולת במשך מאות שנים ולא אלפי שנים, תוך צמצום הסיכון לטווח ארוך.
  • (ב) קבלת הציבור:0 (הדגשה:0): הפגנת פסולת גרעינית יכולה להפוך למשאב יקר מסייע בהתמודדות עם תפיסות שליליות על המורשת של התעשייה.

טכנולוגיות מתפתחות ופרספקטיבה עתידית

העתיד של העברת פסולת להעשרת שקרים בשילוב עם כורים הדור הבא ותהליכי הפרדה מתקדמים.

הפרדה לייזר מתקדמת

הפרדת איזוטופים לייזר, כגון SILEX (הפרדה של Isotopes על ידי לייזר Exציטוט), מותאם לעיבוד פסולת. על ידי איזוטופים ספציפיים מרגש או contaminants עם לייזרים מחוננים, כימאים יכולים לזייף באופן סלקטיבי ולדהות אותם בתחום חשמלי. שיטה זו יכולה לשחזר לא רק אורניום אלא גם ערך של americ, ריפום אנרגיה נמוכה ונומטרוניום פועלים על ידי כורים גרעיניים, ואווירה, Neptium-US, ו-אום-אום-אום-אווירה, , אטומים-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה-נופטיים, .

רובוטיקה ואוטומציה בעיבוד פסולת

כדי להגן על העובדים מפני חשיפה לקרינה, מתקנים חדשים רבים של מחזור כוללים טיפול רובוטי ובקרת תהליכים מרחוק.מחדש אוטומטית, תוספת כימית ומערכות אריזה פסולת נבדקים ב FLT:0KinectricsFLT:1 וסוכנויות הנדסיות מיוחדות אחרות.

שילוב עם Gen IV Reactors

עיצובי הכור דור הרביעי, כגון העופרת-Cooled Fast Reactor (LFR) ו-Moten Salt Reactor (MSR), נועדו לצרוך אורניום מרוקן וחומרים אחרים של פסולת יכול לפעול במחזורי דלק סגורים, מחזור דלק מחדש של דלק אורניום משלהם שריפת פועלים ארוכי טווח.

שיקולים וכלכלה

מיחזור נרחב ידרוש מסגרות רגולטוריות מעודכנים המסווגות חומרים ממוחזרים כמשאבים יקרי ערך ולא לבזבז. תמריצים כלכליים - כגון זיכויים פחמן עבור כרייה להימנע - יכול להפוך את מחזור מחדש אטרקטיבי יותר. [+] שיתוף פעולה בינלאומי, כגון באמצעות תוכנית מרכז שיתוף פעולה של IEA, עוזר לפגוע בסטנדרטים ולשתף שיטות הטובות ביותר.

מסקנה

גישות חדשניות להעשרת פסולת אורניום מבזבזות את האחריות בת עשרות שנים לנכס אסטרטגי.כימיקל עיבוד, עיבוד חומרים, וטכנולוגיות membrane כבר מוכיחות את הערך שלהם בקנה מידה פיילוט. Reuse בדלק כור, מגן, יישומים תעשייתיים מספק דיבידנדים כלכליים וסביבתיים.

לקוראים המעוניינים בהתפתחויות האחרונות, ה-FLT:0.IAEA מעגל הדלק הגרעיני של ההרחבה 1 מציע משאבים מקיפים, בעוד ה-FLT:2 של האגודה הגרעינית של העולם על מחזור מחזור מחזור של 3:3 מספק נתונים מפורטים על מניות גלובליות ושיעורי שימוש מחדש.