Mevcut PWR Yakıt Geri Dönüşümü

Bugün su Reaktör (PWR) yakıt geri dönüşümü, özellikle Lahey bitkisinde, büyük miktarda sıvı radyoaktif atık ve saf plutonyum ve uranyumun ayrılması nedeniyle önemli bir yakıt tasarrufu yöntemi oluşturur. PUREX, özellikle de Lahey bitkisinde, özellikle de büyük ölçüde sıvı radyoaktif atıkların düşmesinden dolayı, yüksek kurtarma oranlarının ayrılmasından dolayı önemli ölçüde azaltılır.

PUREX Süreçleri Detaylı

PUREX, nitrik asitte harcanan yakıtı dağıtmayı içerir, sonra organik bir çözücü ile çözümü temasa geçirir (örneğin, bir dizi ekstraksiyon ve striptiz aşamalarında). Uranium ve plutonyum seçici olarak alınırken, yüksek seviyeli sıvı atıklar ve küçük fiiller karmaşık kullanım için gerekli olan bir işlemden ayrılır.

Yakıt Yeniden İşleme Teknolojileri

Dünya çapında araştırmacılar ve nükleer mühendislik takımları, PUREX'in sınırlamalarını ele alan alternatif yeniden işleme yöntemleri takip ediyor: atık hacmi azaltımı, prodüktif direnç ve daha geniş bir eylem yelpazesini geri dönüştürme yeteneği.Bu gelişmekte olan teknolojiler üç ana kategoriye giriyor: gelişmiş aköz süreçler, pioişlemler ve Doğrudan Mol yakıt hücresi işleme.

Gelişmiş Aqueous Processes

PUREX altyapısı üzerinde inşa, sadece veya tamamen plutonyum olmadan çok fazla aksiyon oluşturmak için tasarlanmıştır, böylece U.S. Ulusal laboratuvarları da dahil olmak üzere ABD'nin ulusal laboratuvarları, plutonyum, neptunyum ve americyumu birlikte, bu da hızlı reaktörler için yeni yakıtlar için uygun hale getirmek için tasarlanmıştır.

Aqueous Yöntemlerin Sınırları

Onların gelişimlerine rağmen, gelişmiş aköz süreçler hala organik aşamalarla termosöprasyona güveniyor, karışık atıklar üretiyor ve büyük bitki ayaklarını gerektiriyor. Ayrıca belirli elementlerin çözünürlüklerini kısıtlar ve yüksek kurtarmaya ihtiyaç duyar. Bu tür bir yeniden işleme tesislerini işletme maliyeti - ticari ölçekli bir bitki için milyarlarca dolar - özellikle merkezi atık yönetim politikaları olmadan önemli bir bariyer olarak kalıyorlar.

Pyro processinging: Yüksek-Temperyatür Elektrokimyasal Refining

Pyro processing tomografi, 1980'lerde molten tuz ve elektrolitlerden oluşan bir işlemdir (özellikle de 500-800 °C’nin etrafındaki sıcaklıkları azaltır).

Kore Atom Enerjisi Araştırma Enstitüsü (KAERI) aktif olarak pyroprocessing for spend PWR yakıtı, büyük ölçekli bir mühendislik gösteri tesisi planlama altında hizmet vermektedir. Güney Kore'nin Advanced Spent Yakıtı Süreçleri (ACP), oksit PWR yakıtını azaltımı ile azaltımı aşamasına dönüştürmek, ardından elektriksel yakıtlar için baskı yapabilir ve 100 $ değerindeki yüksek radyasyon tesislerini tekrarlayabilir.

Hızlı Breeder Reaktörler ve Kapalı Yakıt Döngüsü

Hızlı nötron reaktörleri doğal olarak gelişmiş bir yeniden işleme ile eşleştirilir, çünkü geri dönüştürülmüş yakıt miktarını yakabilirler - uzun vadeli atık radyooksisitesine katkıda bulunan küçük eylemciler de dahil. kapalı yakıt döngüsünde, PN-600 yakıtlı bir reaktöre yeniden işlenir ve önümüzdeki BN-1200'in yeniden yapılandırılması, Rusya'nın en kısa sürede tekrarlanan nükleer enerji döngüsüne geri dönüştüğü anlamına gelir.

Generation IV Uluslararası Forum (GIF), dört GIF üye ülkesinin altısında sürekli yakıt tedariki için öncelik olarak kapalı yakıt döngüleriyle hızlı reaktör sistemlerini tespit etti. Ancak, ekonomik viability kalıntıları elusive – LWR yakıt maliyetleri nispeten düşük maliyetlidir ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte ve Hindistan'ın prototipleme ve hızlı reaktör inşaatı her iki katına çıkar.

Meydanlar ve Düzenlemeler

Teknik konular ötesinde, PWR yakıt geri dönüşüm geleceği, saf plutonyumu sağlayan, kamu kabulü ve atık depolayıcı stratejileridir. ABD Enerji İşgücünün Yeniden İşleme Girişimi, tüm ulusların "proliferasyon direnci"ni vurgular; örneğin, piroişmanlık işlemiş olan herhangi bir yeniden işleme teknolojisi politik olarak rahatsız edicidir.

Ekonomik Tahminler

PWR yakıtını yeniden işlemeye devam etmek, özellikle de uranyum fiyatlarının düşük olduğu durumlarda, Dünya Nükleer Birliği, yaklaşık 1000 $ -1,500 ağır metal (enerji dahil) uzun vadeli depolama ve son harcamalar için yaklaşık 500 $ tasarruf sağlar. Örneğin, ABD'nin geri dönüşüme ihtiyacı olan bir nükleer enerji santralinin (örneğin, ABD'nin) tekrar işlenmesini zorunlu kılar.

Global Influence and Country-Specific Strategies

Birkaç ülke, bir sonraki nesil geri dönüşüm teknolojilerine aktif olarak yatırım yapıyor, her biri farklı motivasyonlar ve zaman zaman zaman çizelgesiyle.

Fransa Fransa

Fransa'nın Orano (eski olarak Areva), ülkenin nükleer elektrik kapasitesi olan Lahey yeniden işleme tesisini işletiyor ve ayrıca 2030'a kadar planlanan pilot tesisle 30.000 ton yakıt işledi.

Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya

Rusya'nın Rosatom, BN-1200 hızlı reaktör ve MBIR (multi-tablolu hızlı nötron araştırma reaktörü) ile ilgili kapsamlı bir kapalı yakıt döngüsü takip ediyor.

Japonya Japonya Japonya Japonya Japonya

Japonya, mevcut ışık su reaktörleri için üretilen Rokkasho yeniden işleme tesisine ağır yatırım yaptı, bu da gelecekteki hızlı reaktörler için tam işlemleri yeniden başlatması bekleniyor, ancak zaman çizelgesi 2011 Fukushima felaketi ve sonraki reaktör yeniden başlatma sürecine bağlı olarak değiştirildi.

Amerika Birleşik Devletleri

ABD'nin ticari yeniden işleme tesisleri yok, ancak Enerji Bakanlığı (DOE) ulusal laboratuvarlarda, özellikle de Slovenya Ulusal Laboratuvar ve Argonne gibi gelişmiş yeniden işleme projelerine yönelik yatırım yapıyor.Mevcut odak, yeni işleme tesisleri inşa etmek yerine, entegre atık yönetim stratejileri geliştirmektir.

Hindistan Hindistan

Hindistan, sınırlı yerli uranyum rezervleri ile ancak bol miktarda thorium, PUREX kullanan üç aşamalı bir nükleer güç programı takip ediyor ve küçük eylemciler için harcanan PWR tipi yakıt (PFBR) ve sonunda, thorium bazlı yakıt döngüleri elde etmek bekleniyor. Hindistan, PUREX kullanarak küçük ölçekli yeniden işleme tesisleri inşa etti ve küçük eylemciler için gelişmiş ayrılık teknolojileri geliştiriyor.

Future Yenilikçi Kavramlar

Uzun vadeli araştırmalar, yakıt üretimi, reaktör operasyonu ve tek bir site üzerinde yeniden işlemeyi amaçlayan entegre geri dönüşüm sistemlerine yöneliktir, nükleer malzemelerin minimisyona geçiş. "Molten Salt Reor (MSR) konsepti, doğal olarak, atık hacmini azaltır ve katı yakıtların üretimini ortadan kaldırır. Ancak, MSR'ler hala prototip aşamasında (projeksiyon malzemelerinin 20 sentle veya fluoridele volümeksiyon işlemlerinin ardından 20 yüz tane boyanır.

Başka bir yenilikçi konsept Direct Mol Yakıt Hücresi (DMFC) yeniden işlemedir, bu da yakıtların seçici olarak çıkarılması için bir mol bazlı bir çözücüyü kullanır (PRO-LIF) projesinin Avrupa Komisyonu Ufuk 2020 programı, organik çözücü atıkların azaltılması ve toksik tributyl fosfat olmadan işletmeye söz verir. Daha pratik olarak, uzun vadeli yakıtların (PRO-LIF) daha küçüklüğün (PRO-LIF) projesini hedeflemek için daha verimli bir şekilde alternatifleri hedeflemek üzere.

Sıcak Isostatik Yeniden İşlemeli Yakıt Baskısı

Atık Klimadaki ilerlemeler - sıcak isostatik baskı (HIP) yeniden işlemeli yakıt kalıntılarının, Avustralya'nın nükleer araştırma tesislerinde de gösterdiği ve PWR yakıtlarının kapalı çevrimlerde yeniden işlenmesi için uyarılabilir. HIP, vitrification fırınlara ihtiyaç duymadan istikrarlı bir matrixte yer alan ürün kalıntıları oluşturabilir.

Sonuç ve Outlook

PWR yakıt geri dönüşümü ve yeniden işlemenin geleceği tek bir teknoloji değil, birbirine bağlı süreçlerden oluşan bir ailedir, her biri ulusal önceliklere ve reaktör filolarına uygun olarak çalışır.X+ ve COEX gibi gelişmiş prodüktif engellerle PUREX'ten evrimsel bir yol sunar, ancak piroişmanlık uzun vadeli bir taahhüt tutarken, kompakt yakıt döngüleri. Hızlı reaktörler döngüsü kapatmanın anahtarı kalır ve yeniden işleme potansiyelini korur.

Uluslararası işbirliği - IAEA'nın INPRO programı aracılığıyla, Nesil IV Uluslararası Forum ve Fransa, Rusya, Japonya ve ABD arasındaki ikili anlaşmalar, güvenlik yaklaşımlarını standartlaştırması, araştırma maliyetlerinin yüzde 30-40'ı, su reaktörlerinde ve hızlı bir şekilde yakıt tasarrufu için bir kombinasyonunu kullanarak, küresel nükleer enerji azaltımı için teşvik edilmesi gerekli olacaktır.

Daha fazla okuma için, Dünya Nükleer Birliği'nin (Dönetici) Nükleer yakıt işlemesinin (FLT:1) ve IAEA'nın ) harcanan yakıt işlemesi hakkında bilgi edinilir). Argonne Ulusal Laboratuarı'nın 4.