עתידו של אספקת דלק מטבוליזם ומעבד טכנולוגיות

המדינה הנוכחית של דלק PWR

תגובת מים (PWR) מיחזור דלק היום מסתמכת בעיקר על תהליך PUREX - פלוטוניום וחילוץ שתן - שיטת החילוץ נוזלית שמפרידה פלוטוניום ואורניום ממוצרים של אורניום מטבוליים בדלק גרעיני שהושקעו בעיקר, בעוד ש- PrétureX מופעלת באופן תעשייתי במשך עשרות שנים, במיוחד בצרפת במפעל להאג, היא מייצרת כמויות גדולות של מחסור רדיואקטיבי ו-99 אחוזים של מפונקציה (אך ורק ל-X) עקב חששות מפוזרים (אך ורק כתוצאה מצריכת דלקים) כתוצאה מצריכת דלקים רדיואקטיביים).

תהליך ה-PUREX בפירוט

PUREX כרוך בפירוק דלק בחומצה nitric, ולאחר מכן ליצור קשר עם פתרון אורגני (tributyl פוספט ב diluent) בסדרה של חומרי גלם ופסינג. Uranium ו plutonium הם מופקים באופן סלקטיבי, בעוד שמוצרים רדיואקטיביים מאוד ללא שינוי אקטיניים קטנים נשארים בקרן finous, אשר חייב להיות מוגזמי עבור תהליך מבוזרת לטווח ארוך, אשר דורש מפונקציה, 000, 000 ארוך, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000, 000 מפונקציה, 000 ארוך, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000, 000 ארוך, 000 מפונקציה, 000 מפוכחת, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה, 000 מפונקציה,

טכנולוגיות מתפתחות בדלק

חוקרים וצוותי הנדסה גרעינית ברחבי העולם רודפים שיטות עיבוד חלופיות שמטפלים במגבלות של PUREX: צמצום נפח הפסולת, התנגדות לתפוצה ויכולת לשחזר מגוון רחב יותר של מעשין.טכנולוגיות מתפתחות אלה נופלות לשלוש קטגוריות עיקריות: תהליכים אקסקליים מתקדמים, עיבוד חומרים מטבוליים, ועיבוד תאים ישירות של מינול.

תהליכים מתקדמים

בנייה על תשתית מטבוליזם PUREX, גליונות זרימה אקסוסיביים מתקדמים כגון EARX+ (Uranium Extraction Plus) פותחו במעבדות הלאומיות של ארה"ב, כולל המעבדה הלאומית של איידהו X+ גרסאות נועדו להפריד אורניום לבד או לבודד את ה-co-extractide באופן דומה ללא בידוד טהור של פלוטוניום, ובכך להגביר את ההתנגדות ל-xine, כולל תהליך מבוזר חדש, המכילהת דלק מסוג NINEDoltium, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל ®Fine-FINEDoltonluomatemine, כולל ®Fine-Fine-Fine-Fine, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל תהליך מבוזר, כולל ®Fine-RINEDine-RINEDolatemine-RINEDolating ®Fine, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל גם ®Fine-RINEDoltonlutonlutonlutonine-RINEDine, אשר מכיל תהליך חדש, אשר מכיל תהליך מבוזר, אשר מכיל תהליך מבוזרת דלק חדש, אשר מכיל תהליך מבוזרת דלק

מגבלות של שיטות מוזרות

למרות השיפורים שלהם, תהליכים מתקדמים עדיין מסתמכים על מיצוי מחוספס עם שלבים אורגניים, יצירת פסולת מעורבת ודורשים טביעת רגל צמח גדולה.הם פועלים גם בטמפרטורות נמוכות יחסית, אשר מגבילים את השפע של אלמנטים מסוימים ודורשים מספר מחזורי החילוץ כדי להשיג התאוששות גבוהה.העלות של בנייה ותפעול מתקנים ממעבדים כה ממושכים - מוערך במיליארדי דולרים עבור מפעל בקנה מידה מסחרי - נותרה מחסום משמעותי, במיוחד במדינות ניהול פסולת מרכזי.

עיבוד: High-Temperature Electrochemical Refining

Pyroמעבדing הוא חלופה המשתמש מלחים ואלקטרוליטיזה כדי להפריד אקטיניים ממוצרים קומפקטיים בטמפרטורות סביב 500-800 מעלות צלזיוס, שפותח בעיקר על ידי Argonne National Laboratory עבור ה- Integral Fast Reactor (IFR) תהליך מצטבר של נוזל (IFR) בעוד ש-Cretonolated תהליכים ב-mulnicolten אלקטרוליטטה (בדרך כלל, או בקיצור, הוא מכיל סוג של נוזל של נוזל של נוזל של דלקת מפרקים) תוך שימוש בקטיום).

המכון לחקר האנרגיה האטומית (KAERI) כבר בפיתוח פעיל של pyroמעבד עבור דלק PWR, עם מתקן גדול הנדסה הנדסה הנדסה בתכנון. תהליך של פולי פולי תנאי דלק מתקדם של דרום קוריאה (ACP) נועד להמיר oxide PWR דלק דלק לתוך דלק מתכת באמצעות צעד מופחת, ואחריו אלקטרורפיזציה של דלק יכול לשמש אז להאכיל כמודל עבור כור מהיר, עדיין כוח המשיכה בלחץ גבוה של דלק מחוספסת דלק, עם עלייה מלאה של 100 ליטרים, עם עלייה בלחץ גבוה, עם עלייה מלאה של דלק.

תגובה מהירה Breeder ו- Closed Fuel Cycles

כור נויטרונים מהירים מתואמים באופן טבעי עם עיבוד מתקדם מכיוון שהם יכולים לשרוף שיעור גבוה יותר של דלק ממוחזר - כולל אקטיניים קטנים שתורמים לרדיו-ליקמיות לטווח ארוך.במחזור דלק סגור, דלק PWiltoxic מופעל מחדש לרכיבי דלק חדשים עבור כור מהיר, אשר בתורו מייצר דלק מוחזר משלו שיכול להיות ממוחזר עוד.

הפורום הבינלאומי דור הרביעי (GIF) זיהה מערכות כור מהיר עם מחזורי דלק סגורים כעדיפות לאנרגיה גרעינית בת קיימא, עם שש מתוך 14 מדינות החברות ב-GIF מפתחים באופן פעיל טכנולוגיות עיבוד מחדש.הפיתוח המהיר של יפן (FaCT) ותוכנית הפרוטוטיפ של הודו ברדטר (PFBR) מסתמכת כיום על עיבוד מתקדם לאספקת הדלק לטווח הארוך שלהם, אך היא עדיין גבוהה יותר מצריכת דלק, לאחר מכן, ועלויות ניהול דלק מהיר יותר מאשר דלק (PFBR) הן ממהירות גבוהה יותר מצריכת דלק (FValr) הן מצריכת דלק גבוהה יותר מצריכת דלק גבוהה יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר מאשר עלויות דלק (PFBR) הן ממהירות גבוהה יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר מאשר עלויות דלק (PFBR) הן ממהירות גבוהה יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, הן ממעבדות גבוהה יותר מאשר עלויות ניהול מהיר יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, הן מסתמכות גבוהה יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, הן מסתמכות גבוהה יותר

אתגרים ושיקום הארדים

מעבר לסוגיות טכניות, העתיד של אספקת דלק PWR על משטרים לא-הפצתיים, קבלה ציבורית ואסטרטגיות התחדשות פסולת.המשרד לביטחון העולמי של מחלקת האנרגיה של אנרגיה הנדסת איומים מדגיש את הצורך להגביל את הגישה לחומרים מוכחים פלוטוניום; בהתאם, כל טכנולוגיה ממעבדת מחדש אשר מניבה פלוטוניום טהור היא פוליטית מכוונת הקהילה הבינלאומית, באמצעות תהליך האנליסטציה הרצויה, אך היא תומכת באופן עקבי, אך ורק ב"טיפול ב"טיפול בהתנגדות"ל"טיפול במשטרה"ל"ל"ד"אנטי-"אנטי-"מחדש"מחדש"מחדש"ל"ל"ל"ל"ל"ל"ל"ל"מוכיח"מוכיח"ל"ל"ל"ד"ל"ל"מאמין"ד"ל"ל"ד"ד"ד"ד"ד"ד"ד"מאמין באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אך באופן עקבי, אם הוא טוען כי הוא טוען כי הוא טוען כי הוא תומך בהתנגדות"ל, אך באופן עקבי, אם

שיקולים כלכליים

עיבוד דלק PWR עולה כיום באופן משמעותי יותר מאשר סילוק ישיר, במיוחד כאשר מחירי אורניום נמוכים.ההתאחדות הגרעינית העולמית מעריכה כי עלות עיבוד אנרגיה של כ-1,000-1,500 ק"ג למתכת כבדה (כולל מיזוג פסולת וסילוק), בהשוואה ל-500 ק"ג לאחסון לטווח ארוך וסילוק סופי של דלק מבזבז.

השפעה גלובלית ואסטרטגיות אזרחיות

כמה מדינות משקיעות באופן פעיל בטכנולוגיות מחזור הדור הבא, כל אחת מהן עם מוטיבציה וקווי זמן נפרדים.

צרפת צרפת צרפת

אוראנו של צרפת (לשעבר אריווה) מפעילה את צמח המעבדה של לה האג, שיש לו יכולת של 1,700 טון בשנה, והיא מעבדה מחדש יותר מ-30,000 טון של דלק מואץ מאז שנות ה-70.הדלק המו-X המתקבל משמש כ-40 כור מים מחודדים ברחבי צרפת, ומהווה כ-10% מהחשמל הגרעיני של המדינה.

רוסיה רוסיה רוסיה

רוזאטום של רוסיה רודף מחזור דלק סגור מקיף המבוסס על הכור המהיר BN-1200 ו- MBIR (מבוגר-תכליתי מהיר Nutron מחקר ניטרון) מרכז הפירוק של הטייס (PDC) ליד Tomsk נועד להפגין עיבוד של דלק מו-X מובזבז מכורי מהירות, במטרה למחזור אפס-פסול שבו רק מוצרי fsioniss הם חיכוך, הפחתת כורים אחרים, ולהפחית את המקררים, ולהפחית את המקררים, ולהפחית את המקררים, ולהפחית את המקררים, העלולים מוסדיים אחרים.

יפן יפן יפן

יפן השקיעה בכבדות במפעל לעיבוד מחדש של Rokkasho, שצפוי לחדש את הפעילות המלאה בשנת 2025 לאחר שנים של עיכובים ושדרוגים רגולטוריים.המתקן משתמש בתהליך שונה של PUREX כדי לשחזר אורניום ופלוטוניום עבור ייצור דלק MOX עבור כורים מים קיימים.תוכנית הפאCT ביפן גם בוחנת עיבוד עבור כורים עתידיים, למרות שהזמן עבר את המעבר לאחר מכן עבור כורים Fushima ושיקום מחדש.

ארצות הברית

לארה"ב אין מתקני עיבוד מסחריים, אבל המחלקה לאנרגיה (DOE) מממנת מחקר במעבדות לאומיות לעיבוד מתקדם, במיוחד במעבדה הלאומית של איידהו ו ארגונן.ההתמקדות הנוכחית היא בפיתוח אסטרטגיות ניהול פסולת משולבות ולא לבנות מפעלים חדשים לעיבוד מחדש.משרד האנרגיה של ארה"ב של פרויקטים של אנרגיה גרעינית כמו מול צ'רדן Fastideor (MC) ו-Remoting אלקטרו-כימיקלי) נותר במרחק של יותר מעשור.

הודו הודו

הודו, עם עתודות אורניום מקומיות מוגבלות אך שפע של thorium, רודף תוכנית כוח גרעינית תלת-שלבית הכוללת עיבוד מחדש של דלק PWR-type (מכורים אורניום מועשרים מיובאים) ובסופו של דבר מחזורי דלק המבוססים על thorium. India בנתה צמחים בקנה מידה קטן עיבוד באמצעות PWR-typeX ומפתח טכנולוגיות הפרדה מתקדמות עבור מעשים קלים.

מושגים חדשניים עתידיים

מחקר ארוך טווח נועד מערכות מחזור משולבות המשלבות ייצור דלק, פעולת כור, ומעבד מחדש באתר יחיד, צמצום תחבורה של חומרים גרעיניים.הרעיון "Molten Salt Reactor (MSR) מאפשר באופן טבעי עיבוד מקוון כי הדלק הוא מומס במנועי דלק מוצקה, אך מעצבי MSR לדמיין הסרת מתמשך של מוצרי סדקים על ידי buling heum או באמצעות שימוש בשרירים, עדיין למנוע את הפחתת דלק בשלב זה.

רעיון חדשני נוסף הוא Direct Methanol דלק Cell (DMFC) עיבוד מחדש, אשר משתמש בפתרון מבוסס methanol כדי לחלץ באופן סלקטיבי אקטיניים בטמפרטורת החדר.למרות שהוא מאמץ אקדמי נישה, מחקר מוקדם באוניברסיטת קיימברידג ' מראה הבטחה להפחית פסולת אורגנית משוחררת הפעלה ללא טריאבלל פוספט.

לחץ חם של דלק מעובד

התקדמות בתנורות פסולת - כגון Isostatic לחיצה (HIP) של שאריות דלק מעובד לתוך מקרשים עמיד זכוכית-ceramic - הם גם משולבים לתוך גליונות זרימה מחדש של עיבוד מחדש. HIP יכול לפסל שאריות של מוצרי נפיחות במטריקס יציב ללא צורך בפיזור, צמצום טכנולוגיית הפסולת המשנית.

מסקנות ו- Outlook

העתיד של מחזור דלק PWR ועיבוד הוא לא טכנולוגיה אחת, אלא משפחה של תהליכים עצמאיים בין-תחומיים, כל אחד מותאם לסדרי עדיפויות לאומיים ציים כורים. שיטות מתקדמות כמו התחדשותX+ ו- COEX מציעים נתיב אבולוציוני מ- PUREX עם התנגדות מוגברת, בעוד שמעבדות מונעות מבטיחות לטווח ארוך עבור מחזורי דלק משולבים, קומפקטיים נשארים המפתח למחזור האנרגיה הסגורה ומפונקציה מלאה של אנרגיה.

שיתוף פעולה בינלאומי - באמצעות תוכנית INPRO של IAEA, הפורום הבינלאומי של דור IV, והסכמים דו-צדדיים בין צרפת, רוסיה, יפן וארצות הברית - יהיה חיוני לתקני את גישות הבטיחות, לשתף עלויות מחקר, ולפתח אמצעי הגנה חזקים. כמו משאבי אורניום הופכים להיות יותר מאופקים ודחוף לצמצום אנרגיה מתחדשת, תמריץ למחזור דלק PWR יגדל עד שנת 2050, הוא באמת עשוי להיות מנפח גרעיני מתקדם של חשמל גרעיני, אך ורק מ- 300% מצריכת דלק גרעיני, אך עשוי להיות יעיל יותר, אך ורק מצריכת דלק גרעיני מתקדם של חשמל גרעיני, אך ורק מצריכת דלק גרעיני.

לקריאה נוספת, ראה את ה-IEA של האגודה הגרעינית:0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10. ↑ .