Nuovi combustibili per reattori di IV generazione
La Commissione europea prevede un continuo bisogno di reattori a fissione, nell’ambito del raggiungimento degli obiettivi di riduzione dei gas a effetto serra. Tuttavia, il sistema proposto a neutroni veloci da 600 MWe, di IV generazione, necessita di notevole ricerca e sviluppo per la dimostrazione di fattibilità e per la conformità alle normative di sicurezza. Il progetto ASGARD (Advanced fuels for Generation IV reactors: Reprocessing and dissolution), finanziato dall’UE, ha condotto alcune delle ricerche necessarie. In particolare, il team del progetto ha studiato la fabbricazione e il ritrattamento di nuovi carburanti con particolare attenzione alla sostenibilità, oltre ad alcune tecnologie di raffreddamento. Un obiettivo era quello di colmare i domini fisici coinvolti, spesso separati. La ricerca ha riguardato tre tipi di sostanze: ossidi tra cui combustibili a matrice inerte, combustibili con nitruro e a base di carburi. Il team di ricerca ha studiato la riciclabilità dei combustibili di ossido a matrice inerte. I risultati hanno indicato che tali combustibili possono essere disciolti, e che il fluido di dissoluzione può essere pre-trattato per consentire il ritrattamento con i metodi esistenti. La produzione di ossido di plutonio/americio 50/50 puro ha dimostrato di essere possibile. I ricercatori hanno dimostrato che i costi per la produzione di azoto 15 potrebbero essere notevolmente ridotti, ma sono rimasti troppo elevati ai fini di una produzione competitiva di combustibile. La tecnica di produzione UN è stata ottimizzata per il controllo di impurità e porosità, ottenendo un pellet denso. Il team ha prodotto anche nitruro di plutonio puro utilizzando una tecnica innovativa. I membri del progetto hanno inoltre dimostrato che il controllo di ossigeno e accesso d’acqua durante la creazione di carburi produce una polvere fine che può essere manipolata in modo sicuro. Il lavoro ha contribuito a migliorare la sicurezza del materiale e l’applicabilità industriale della tecnologia sol-gel. Infine, il progetto ASGARD ha condotto un programma di formazione interdisciplinare. Un fondo economico di viaggio per giovani scienziati ha permesso a 4 ricercatori di sperimentare periodi di durata di un mese in altri laboratori, e per 23 di loro è stato possibile partecipare a conferenze e riunioni. Il consorzio ha ospitato anche tre scuole estive alla portata di un vasto pubblico. Il lavoro del progetto ha migliorato la produzione e il trattamento di combustibili nucleari per consentire l’utilizzo di un nuovo tipo di reattore. Ciò aiuta l’Europa a raggiungere gli obiettivi di riduzione inerenti alle emissioni di gas a effetto serra.
Parole chiave
Combustibili, r reattori nucleari di IV generazione, ASGARD, ritrattamento, dissoluzione
