Bueno, primero la Tierra se enfrió. Crees que estoy bromeando.
Los reactores comerciales modernos usan 3-5% de uranio enriquecido como combustible.
Entonces tienes que minar eso. Cuando los buscadores encuentran un buen depósito de mineral, entran los mineros. Por lo general, tienen que eliminar un montón de rocas y tierra por encima del mineral real que están buscando. Esto se llama sobrecarga, y puede ser de 2 millones de toneladas por reactor por año o más. Los depósitos mineros para el uranio son generalmente los mismos que para las tierras raras, y desafortunadamente, todo es muy tóxico, y el polvo y la escorrentía deben controlarse.
Una vez que se descubre el yacimiento de mineral, se deben cosechar alrededor de 100,000 toneladas de mineral por año por reactor a 1GW. Esto debe triturarse, luego lixiviar el ácido para extraer 167 toneladas de uranio, la forma del óxido de uranio puro llamado torta amarilla. También implica mucho material tóxico aparte del mineral en sí. Se requiere un cuidadoso monitoreo y supervisión.
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Este óxido puro tiene una proporción demasiado baja de U235 y, por lo tanto, debe enriquecerse a aproximadamente 3-5%. Esto implica UF6 tóxico, un gas al que se convierte el óxido de uranio para hacer posible el enriquecimiento. Estas son máquinas grandes, caras y de gran consumo de energía, que también pueden usarse para enriquecer uranio a niveles de bomba. Se crean 27 toneladas de uranio de grado reactor. Las 140 toneladas restantes de uranio empobrecido son desechos en forma de gas UF6 o convertidos en metal para usos que incluyen municiones.
El uranio enriquecido se procesa en aproximadamente 50 toneladas de barras de combustible y ensamblaje. Cada año o dos, el combustible debe reemplazarse cuando acumula demasiados “venenos” que arruinan las reacciones de energía nuclear necesarias y la concentración de elementos fisionables cae por debajo de la producción requerida.
Varillas de control, insertadas en el conjunto de combustible, de varios materiales controlan la velocidad de reacción del combustible nuclear. El calor se usa para hervir agua que funciona con una turbina de vapor moderna. Típicamente, las plantas de energía nuclear tienen una tasa de calor más baja que una planta fósil. El 33% de eficiencia térmica es común.
Las barras de combustible gastado se colocan en piscinas de agua y aún generan megavatios de energía. Después de aproximadamente 2 años, el combustible gastado ha reducido su producción de potencia lo suficiente para un almacenamiento más seguro y a largo plazo en “Barriles secos”.
Estos son contenedores de hormigón armado de aproximadamente 50 toneladas para conjuntos de barras de combustible. Varían algo en tamaño y forma. Un reactor típico, de más de 30 años, generará unos 30 barriles. Los barriles están diseñados para durar 100 años antes del reemplazo. La transferencia a un nuevo barril nunca se ha hecho. Cada 100 años, el combustible debe trasladarse a un nuevo barril seco a un costo estimado de 2 millones de dólares, incluido el nuevo barril. La NRC informa que las barras de combustible gastado se mantendrán seguras durante un millón de años. Otros dicen que 100,000 años es suficiente.
Después de los 30-60 años de vida del reactor, se retira del servicio y las partes no radiactivas se reciclan o vierten. Las partes radiactivas se agregan a los vertederos de desechos de nivel bajo y medio. Hanford por ejemplo.