В США переработка отработанного ядерного топлива запрещена законом, но может помочь извлечь огромные запасы энергии из радиоактивных отходов.
Управление по ядерной энергетике выбрало пять американских компаний для проведения исследований и разработок в области технологий переработки отработанного ядерного топлива и выделило им грант в размере 19 миллионов долларов. Грант призван помочь США в решении экономических и технологических проблем в области переработки ядерного топлива.
США являются крупнейшим в мире производителем ядерной энергии, на их долю приходится почти 30 процентов мировой ядерной энергетики. По состоянию на 2025 год общая мощность 94 ядерных реакторов страны составляла около 97 гигаватт (ГВт). Однако это также сопряжено с огромным количеством ядерных отходов.
По оценкам, в США хранится около 90 000 метрических тонн ядерных отходов, при этом ежегодно добавляется более 2000 метрических тонн. Большая часть этих отходов хранится во временных хранилищах, поскольку в стране отсутствует постоянное место захоронения.
По данным Министерства энергетики США (DOE), даже после пяти лет работы в коммерческом реакторе извлекается менее 5 процентов потенциальной энергии ядерного топлива. Таким образом, ядерные отходы можно использовать для извлечения большего количества энергии. Именно это позволяет сократить количество ядерных отходов на 90 процентов за счет переработки топлива.
Переработка ядерного топлива в США
В США с 1977 года законом запрещена переработка ядерного топлива из промышленных реакторов. Вместо этого все отработанное топливо из реакторов рассматривается как высокоактивные отходы. В отличие от этого, в США военные программы уже много лет занимаются переработкой ядерных отходов на государственных оборонных предприятиях.
Попытки переработки отходов ядерного топлива из коммерческих реакторов предпринимались в 1960-х и 70-х годах, но изменения в политике привели к тому, что эта работа не получила развития. В 2022 году Министерство энергетики запустило программу «Преобразование радиоизотопов UNF в энергию» (CURIE) для решения ключевых проблем и препятствий в технологиях переработки.
Проект был финансирован на сумму 38 миллионов долларов и включал двенадцать проектов. В недавнем заявлении Министерство энергетики США выделило 19 миллионов долларов и включило в него всего пять компаний для развития технологий переработки ядерного топлива.
Области деятельности
Согласно пресс-релизу Министерства энергетики США, компании, отобранные для получения этой награды, соответствуют строгим стандартам нераспространения и целям безопасности США и будут сосредоточены на различных аспектах переработки ядерного топлива.
Например, компания Alpha Nur Inc., расположенная в штате Иллинойс, будет исследовать и проверять процесс извлечения высокообогащенного урана (ВОУ) из отработанного ядерного топлива. Этот уран затем можно будет использовать для производства высококонцентрированного низкообогащенного урана (ВНОУ) для малых модульных реакторов (ММР).
Компания Curio Solutions из Вашингтона (округ Колумбия) будет работать над масштабированием своей технологии NuCycle, которая производит газообразный гексахлорид урана из отработанного топлива, который затем может быть использован для обогащения топлива изотопом урана-235. Такой подход позволяет сократить объем отходов отработанного топлива до 96 процентов, тем самым уменьшая потребности в долгосрочном хранении.
Компания Oklo Inc., расположенная в Санта-Кларе, штат Калифорния, и занимающаяся строительством малых модульных реакторов, будет изучать осаждение тяжелых элементов в расплавленных солях для оптимизации конструкции своей атомной электростанции с пиропереработкой, в то время как Flibe Energy, другая компания, занимающаяся ядерными реакторами и использующая жидкостное охлаждение, будет работать над электрохимическими методами переработки отработанного ядерного топлива.
Другой стартап, Shine Technologies, использует полученные грантовые средства для разработки технологического процесса, включающего транспортировку, хранение и утилизацию отработанного топлива с использованием технологии гидропереработки.
Все проекты, получившие гранты, рассчитаны на срок до трех лет и предусматривают 20-процентное софинансирование со стороны каждого получателя.
Sourse: interestingengineering.com
