Nowe paliwa do reaktorów IV generacji
Komisja Europejska przewiduje, że osiągnięcie założonych celów redukcji gazów cieplarnianych będzie wymagać korzystania z reaktorów jądrowych. Wykazanie wykonalności i zgodności z wymogami bezpieczeństwa proponowanego obecnie rozwiązania w postaci reaktora IV generacji na prędkich neutronach generującego w założeniu moc 600 MWe nadal wymaga jednak intensywnych prac badawczo-rozwojowych. W ramach finansowanego przez UE projektu ASGARD (Advanced fuels for Generation IV reactors: Reprocessing and dissolution) przeprowadzono część niezbędnych badań. Naukowcy zajęli się konkretnie wytwarzaniem i wtórnym przetwarzaniem nowych, ekologicznych paliw oraz nowymi technologiami chłodzenia. Jednym z celów było połączenie niezbędnych badań z różnych obszarów fizyki. Obiektem badań były trzy typy związków używanych w roli paliw: tlenki na podłożu obojętnym, azotki i węgliki. Badacze przyjrzeli się potencjałowi recyklingu paliw tlenkowych na podłożu obojętnym. Stwierdzono, że możliwe jest rozpuszczanie takich paliw i wstępne uzdatnianie uzyskanego roztworu do postaci nadającej się do przetwarzania już istniejącymi metodami. Dowiedziono wykonalności wytwarzania czystej mieszaniny 50/50 tlenku plutonu i tlenku ameryku. Choć badacze wykazali, że możliwe jest znaczne obniżenie kosztów produkcji azotu 15, nadal byłyby one za wysokie dla opłacalnego wytwarzania paliwa. Zoptymalizowano technologię UN pod kątem minimalizowania zanieczyszczeń i porowatości, co pozwoliło uzyskać silnie zagęszczony granulat. Stosując nowatorską technikę, badacze uzyskali czysty azotek plutonu. Partnerzy projektu wykazali również, że precyzyjne kontrolowanie dostępu tlenu i wody podczas wytwarzania węglików pozwala uzyskać drobny i bezpieczny w przenoszeniu proszek. Wykonane prace przyczyniły się do poprawy bezpieczeństwa substancji i zastosowania technologii zol-żel w kontekście przemysłowym. Prace projektu ASGARD objęły także interdyscyplinarny program szkoleniowy. Dzięki utworzonemu funduszowi mobilności czterech młodych badaczy mogło skorzystać z miesięcznych staży w innych laboratoriach, a 23 wzięło udział w konferencjach i spotkaniach. Członkowie konsorcjum zorganizowali też trzy szkoły letnie, które cieszyły się dużym zainteresowaniem. Prace projektu przyczyniły się do rozwoju technik produkcji i wtórnego przetwarzania paliw jądrowych do reaktorów nowego typu. W dłuższej perspektywie pomoże to w osiągnięciu europejskich celów redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Słowa kluczowe
Paliwa, reaktory IV generacji, ASGARD, wtórne przetwarzanie, rozpuszczanie
