Uranium Enrichment 폐기물 재활용 및 재사용에 대한 혁신적인 접근법

Uranium enrichment는 원자력 원자로를 위한 연료를 일으키기를 위해 근본적입니다, 그러나 그것은 또한 실질적인 폐기물 시내를 창조합니다. 이 부산물, 1 차적으로 depleted uranium와 각종 방사성 잔류물, 현재 장기 환경 및 안전 도전. 최근 혁신은 이 낭비가 관리되는 방법, 양, 더 낮은 위험 감소시키고, 핵 에너지의 전반적인 지속 가능성을 개량하는 재사용하는 전략을 향해 이동하고 있습니다. 이 기사는 풍성한 폐기물, 절단 절단, 폐기물 및 미래 핵의 무기물의 유형 탐구합니다.

Uranium Enrichment 폐기물 이해

천연우라늄은 0.7 % Uranium-235] (U-235) 및 99.3% Uranium-238 (U-238)에 대해 포함합니다. Enrichment는 광수 원자로를 위해 3 ~ 5 %에 U-235 농도를 증가시킵니다. 이 과정은 2 가지 주요 폐기물 범주를 생성합니다.

  1. Depleted uranium (DU): enrichment 후에 좌로 시내, 일반적으로 포함 0.2-0.4% U-235. 그것은 약간 방사성 이지만 화학적으로 독성. 밸스트 수량 존재-세계적으로 1.2 백만 미터 톤.
  2. 공정 폐기물:] 액체, 고체, 그리고 추적 방사성, 우라늄 hexafluoride (UF6) 잔류물, 오염된 장비 포함 가스. 이러한 주의적 취급 및 처리가 필요합니다.

이 도전은 환경 영향을 최소화하면서 이러한 자료를 안전하게 관리하고 있습니다. 얕은 또는 심지적 저장소의 전통 처리는 비용이 많이 들고 반대의 얼굴입니다. 따라서 재활용 및 재사용은 더 지속 가능한 경로 전달을 제공합니다.

혁신적인 재활용 기술

재료 과학, 분리 화학 및 공정 공학의 최근 진보는 여러 번의 유망한 재활용 방법을 생산했습니다. 이러한 범위는 화학 및 전기 화학적 접근법에서 새로운 막을 사용하여 물리적 분리에 이르기까지 다양합니다.

Depleted Uranium의 화학 처리

화학 처리는 DU를 사용 가능한 형태로 변환하는 것을 포함합니다. 1개의 설치된 노선은 불화물 휘발성 과정], UF6가 불소를 회복하고 우라늄 산화물을 생성하기 위하여 대우됩니다. 이 산화물은 진보된 분리기에서 재 융해되거나 에서 직접 사용해 사용될 수 있습니다 heavy 물 반응기 (CANLT:3)는 (국제적합성 물질)에 있는 다른 기술에 있는 연료를 공급하는 것을 허용하지 않습니다.

Spent Fuel 및 Enrichment Residues에 대한 Pyroprocessing

Pyroprocessing은 기존의 고온 전기 화학 물질 방법로 인해 소비 된 핵 연료를 치료하기 위해 개발되었습니다. 이제는 농축 폐기물에 적응하고 있습니다. 이 과정에서 폐기물 재료는 용융 염 전해질 (예 : LiCl-KCl)에서 500 ~ 700 °C로 용해됩니다. Uranium 및 기타 actinides는 소금에 대한 fission 제품을 떠난 전극에 선택적으로 증착됩니다. 복구 된 LTura는 다양한 형태의 연료를 공급할 수 있습니다. [F]는 다양한 연료를 공급하는 데 적합합니다. [F]는 다양한 연료를 공급하는 데 적합합니다. [F]는 다양한 연료를 공급하는 데 적합합니다. [F]

멤브레인 분리 기술

혁신적인 막 필터는 액체 폐기물 스트림에서 선택적으로 분리 된 우라늄 동위원소에 개발 된다. 예를 들어, nanofiltration Membranes 꼬리 pore 크기로 uranyl 이온을 거부할 수 있습니다. 더 고급 liquid-liquid-liquid 추출 막 (지원 액체 막)는 이러한 폐기물을 초과하는 폐기물을 최소화한다.]는 이러한 폐기물을 최소화하고 이러한 폐기물을 최소화할 수 있다.

재활용 된 Uranium

농축 폐기물에서 파생 된 재활용 우라늄은 핵 연료 사이클과 비핵 산업에서 여러 응용 프로그램을 가지고 있습니다.

핵 반응기 연료

가장 직접적인 재사용은 원자로 연료로 입니다. 우라늄은 우라늄 또는 plutonium과 혼합하여 혼합하여 혼합 산화물 (MOX) 연료를 생성합니다. 또는 가스 분리기의 재 흡수 된 우라늄은 기술적으로 유연하지만, 현재 낮은 U-235 함량으로 경제적으로 인해 경제적이지 않습니다. 그러나, fast neutron reactors::2:2:2:2:2:2:2,2:2:2:2,2:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:4:3:3:3:3:

방사성 보호

고밀도 (19.1 g/cm3) 및 원자 번호 때문에, DU는 우수한 감마 방사선 방패입니다. 그것은 의학 방사선 치료 방에서, 방사성 물질을 위한 수송 casks 및 콘테이너 저장 기능 사용됩니다. 재생된 DU는 지도에 비용 효과적인 대안을 제안하는 보호 구획으로 던지기 또는 기계로 가공될 수 있습니다. Proper 캡슐에 넣는 것은 방사성 방출이 규정한 한계 안에 남아 있습니다 지킵니다.

군과 산업 신청

DU는 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 DU의 를 갖춰서 있습니다.

환경 및 안전 혜택

우라늄의 농축 폐기물은 기존의 처리에 실질적인 환경과 안전성 향상을 제공합니다.

  • Waste volume reduce:] Advanced Recycling은 최대 90%의 지질환을 요구하는 폐기물의 양을 감소시킵니다. 이 폐기물 격리 파일럿 플랜트(WIPP) 또는 제안된 심포지엄 저장소와 같은 처리 시설에 대한 부담을 낮춥니다.
  • 채굴 충격: 각 톤의 재활용 우라늄은 천연우라늄 오 르, 절단 육지, 물 사용, 및 꼬리 세대의 200-300 톤의 광산 필요성을 대체합니다. ]세계 핵 협회 재활용 수세기 동안 글로벌 우라늄 자원 확장을 할 수 있는 노트.
  • 낮은 방사선 위험: 폐 시내의 plutonium-239 (half-life 24,000 년)과 같은 더 긴 살아있는 isotopes를 제거하고 나머지 폐기물을 더 짧은 생존 형태로 변환합니다. 미래 처리 사이트는 밀레니아보다 수세기 동안 낭비를 격리해야하며 장기적인 위험을 줄입니다.
  • 공공인 수용: 핵 폐기물이 가치 있는 자원으로 전환될 수 있다는 것을 민주화하는 것은 기업의 폐기물 유산에 대한 부정적인 인식을 가능하게 합니다.

Emerging Technologies 및 미래 관점

Enrichment Waste Recycling의 미래는 차세대 원자로 및 고급 분리 공정과 통합되어 있습니다.

고급 레이저 분리

레이저 isotope 별거는 SILEX (레이저 Excitation에 의하여 Isotopes의 별거)와 같은 폐기물 처리를 위해 적응됩니다. 정확하게 호쾌한 특정한 우라늄 isotopes 또는 contaminants에 의해 조정된 레이저를 가진 화학자는 전기 분야에서 그들을 선택적으로 이온화하고 경향할 수 있습니다. 이 방법은 뿐만 아니라 우라늄을 재기할 수 있었습니다 그러나 또한 낭비에서 americium, curium 및 neptunium의 귀중한 이소토륨. 호주와 뉴질랜드에 있는 조종사 식물은, 높은 선택적 기술로 재생합니다.

폐기물 처리에 대한 로봇 및 자동화

방사선 노출에서 노동자를 보호하기 위해, 많은 새로운 재활용 시설 로봇 취급 및 원격 프로세스 제어 통합. 자동화된 샘플링, 화학적 추가 및 폐기물 포장 시스템은 Kinectrics 및 기타 전문 엔지니어링 회사에서 테스트되고 있습니다. 이 시스템은 안전뿐만 아니라 재활용을 위한 프로세스 신뢰성과 처리량을 증가시킵니다.

Gen IV Reactors와 통합

IV 원자로 설계, 리드 코딩 빠른 반응기 (LFR) 및 Molten Salt Reactor (MSR)와 같은, depleted uranium 및 기타 폐기물 재료를 소비하도록 설계되었습니다. 이 원자로는 닫히는 연료주기에서 작동 할 수 있으며, 자신의 연료 및 긴 수명 활성 물질을 재활용합니다. 현재 조명 물 원자로의 Enrichment 낭비는 이러한 고급 시스템에 연료가 될 수 있습니다. 예를 들어, 캐나다 회사 [FLT:][FLT:][FLT:]][FLT:]][FLT:]][FLT:]][FLT:]]][FLT:]]]]][[[FLT:]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[FLT:]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[

규제 및 경제 고려

광범위한 재활용은 폐기물보다 가치있는 자원으로 재활용 된 물질을 분류하는 규제 프레임 워크를 요구합니다. 피할 수 없는 광산 용 탄소 크레딧과 같은 경제 인센티브는 더 매력적으로 재활용합니다. IAEA의 Collaborating Centre 프로그램을 통해 국제 협력은 표준을 조화시키고 모범 사례를 공유하는 데 도움이됩니다.

관련 기사

우라늄의 에너지 낭비 재활용에 대한 혁신적인 접근은 수십 년 동안의 전략적인 자산으로의 책임을 변화하고 있습니다. 화학 처리, 열 처리 및 막 기술은 이미 파일럿 규모에 대한 가치를 입증하고 있습니다. 원자로 연료, 차폐 및 산업 응용 분야에서 재사용은 경제 및 환경 배당을 제공합니다. 앞서, 레이저 분리, 로봇, Gen IV 원자로는 폐기물량 및 방사성에 대한 더 깊은 감소를 약속합니다. 이러한 혁신을 구현함으로써, 핵 및 환경 배당을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 우라늄의 에너지 낭비를 최소화하고, 에너지가 지속 가능한 에너지로 인한 에너지가 지속될 수 있는 지속 가능한 에너지로 인한 에너지가 줄어듭니다.

최신 개발에 관심이있는 독자의 경우, IAEA의 핵 연료주기 페이지는 포괄적인 리소스를 제공하며, ]세계 핵 협회의 재활용 섹션은 글로벌 Stockpiles 및 재사용 요금에 대한 상세한 데이터를 제공합니다. U.S. Energy]의 부서는 국내 재생 및 국내 재생 프로젝트에 대한 정보를 유지하고 있습니다.