¿Cuáles son algunos métodos para convertir los desechos radiactivos en energía o combustible utilizables?

Answer 1

El 97% del combustible nuclear gastado (también llamado desecho nuclear de alto nivel) sigue siendo combustible nuclear.

El reprocesamiento separa los productos de fisión (que ya no son útiles para los reactores nucleares) del combustible nuclear no consumido.

Dependiendo del método de reprocesamiento y los tipos de reactores nucleares disponibles, todo el combustible no utilizado puede reciclarse (generalmente en un reactor de espectro rápido) o el reprocesamiento debe separar los diferentes elementos (uranio, plutonio, americio, curio, neptunio) y manejar cada uno. diferentemente.

El uranio después del reprocesamiento tiene una radiactividad tan baja como el combustible nuevo, el uranio puede enviarse de vuelta a la materia prima de enriquecimiento (si tiene suficiente U235) o al almacenamiento de uranio empobrecido (si tiene muy poco U235 para que valga la pena volver a enriquecerlo).

El plutonio después del primer y segundo ciclos de reprocesamiento puede convertirse en combustible MOX (mezclando con uranio empobrecido o torio) que es más combustible.

Np / Am / Cu normalmente no se puede consumir para obtener energía, pero es una pequeña parte de los diferentes tipos de materiales que produce el reprocesamiento. Sin embargo, el americio se puede usar para hacer detectores de humo.

Los productos de fisión no vuelven a fisión, pero aún producen bastante calor debido a las emisiones beta y gamma. Esos podrían ser separados. El estroncio 90 podría usarse como el plutonio 238 en RTG para la exploración espacial. El cesio-137 podría emitir gammas de mayor energía que son más difíciles de proteger, por lo que si bien podrían usarse en RTG, tendrían que ser algunos RTG más grandes con un blindaje mucho más pesado que solo sería lógico para aplicaciones terrestres, por ejemplo, hacer enormes RTG para produce calor en las estaciones de investigación polares, donde una tonelada de RTG podría ahorrar más de 100 toneladas de combustible y ahorrar aún más combustible, ya que la mayor parte de lo que va al polo norte y sur debe enviarse por vía aérea y no puede enviarse durante todo el año.

Answer 2

En teoría, podría tomar barras de combustible gastadas recién retiradas del reactor y colocarlas en un generador térmico de isótopos de radio (RTG). Siempre que permita que el exterior se enfríe, la diferencia de calor entre el combustible gastado y el exterior generaría corriente eléctrica. La cantidad de calor emitida disminuirá muy rápidamente durante los primeros 18 meses, luego algo más lentamente durante los próximos 42 meses. Al final de los 60 meses, el combustible gastado será lo suficientemente frío como para transferirlo al almacenamiento en barrica seca o reprocesarlo para recuperar metales valiosos más el uranio y los elementos transuránicos en los gránulos de cerámica.

https://solarsystem.nasa.gov/rps …

Answer 3

Hay muchos diseños de reactores que transmutan los isótopos radiactivos de larga vida (incluidos los restos de u238 y plutonio) en el combustible gastado, generando electricidad en el proceso.

Los únicos que funcionan son reactores reproductores que utilizan sodio fundido. Pero solo necesita muchos neutrones rápidos, por lo que cualquier cosa con muchos neutrones rápidos funciona. Algunos reactores de sal fundida, reactores impulsados ​​por acelerador, reactores generadores enfriados con plomo fundido, reactores de onda viajera, incluso un reactor híbrido de fusión por fusión funcionaría.

Según el sitio web de Transatomic, su MSR es increíblemente eficiente, capaz de utilizar hasta el 98 por ciento de la energía restante del combustible (aunque incluso una tasa de solo el 50 por ciento sería una gran mejora), ya que el combustible suspendido en un medio líquido puede permanecer en un reactor por mucho más tiempo que como una varilla, permitiendo que se use más combustible. Además, la reutilización de estos desechos como fuente de combustible reduciría sus vidas radiactivas de cientos de miles de años a solo cientos.

El futuro de la energía nuclear corre sobre el desperdicio de nuestro pasado nuclear

Los TWR difieren de otros tipos de reactores de neutrones rápidos y reproductores en su capacidad de usar combustible eficientemente sin enriquecimiento o reprocesamiento de uranio, sino que utilizan directamente uranio empobrecido, uranio natural, torio, combustible gastado extraído de reactores de agua ligera, o alguna combinación de estos materiales. .

Reactor de ondas itinerantes – Wikipedia