Ah, gran pregunta! En forma física, los “desechos” nucleares de los que normalmente hablamos son barras de combustible gastado . Necesitamos entender estas barras primero.
Las varillas se fabrican mediante un proceso altamente especializado. Debido al calor extremadamente alto generado por estas barras durante la generación de energía, está compuesto en parte de cerámica de alta temperatura. Aunque la cerámica de alta temperatura es uno de los materiales más conocidos para la humanidad, la combinación de alta temperatura, alta presión y cambio de material (es decir, cambio de materia radiactiva) crea una cosa llamada ‘ fatiga ‘.
La fatiga se relaciona con la degradación de la confiabilidad estructural, que ocurre en todas las partes con el tiempo bajo tensión. Una cosa única que les sucede a estas barras de combustible es que el uranio sometido a fisión produce subproductos que no necesariamente tienen las mismas características fisicoquímicas. También puede ver la barra de combustible como sometida a un cambio químico porque es así.
Entonces, con el tiempo, las barras de combustible sufren una tensión extrema y un cambio estructural . ¡Usando la bengala de fuego común con la que muchos están familiarizados, recordará que simplemente ‘ tocar ‘ la bengala quemada hará que el combustible gastado se desintegre frente a sus propios ojos!
Bueno, eso es una generalización, pero está cerca. Hay dos diferencias principales con las barras de combustible:
- No podemos permitir que las varillas lleguen al punto de desintegración o degradación estructural, después de lo cual el manejo seguro del material no es práctico y no es confiable.
- Como se infiere correctamente en la pregunta, todavía quedan radionucleidos sobrantes en la barra de combustible, que si bien es “baja” en términos comerciales, todavía hace que la barra de combustible sea bastante activa. Todavía está caliente y se enfriará lentamente, que es lo que hace que el enfriamiento sea necesario.
Lo anterior pretende darle una idea de cuán complejas son las barras de combustible para fabricar, operar y manejar, especialmente después de que gran parte del combustible se ‘usa’.
Entonces, naturalmente, llegamos al meollo de su pregunta: ¿cómo reprocesamos las barras de combustible gastado?
El reprocesamiento de las barras de combustible gastado significa extraer una cantidad sustancialmente menor de U de una gran aleación de cerámica . Esto presenta dos problemas clave:
- La fusión de cerámica y el manejo de la fusión es extremadamente difícil. Después de derretirse, la pizca de uranio debe separarse. De hecho, la única forma de hacerlo es mediante centrifugadoras a alta temperatura y presión.
- Gran parte de los radionucleidos separados son de grado de armas, mientras que solo un poco es de grado de combustible. Esto presenta un desafío de procesamiento intermedio, ya que el manejo seguro es aproximadamente 1,000 veces más complejo que solo tratar con un solo isótopo.
Entonces, el punto anterior es: hay muy poca mierda para salir de un palo muy quemado para que sea práctico en cualquier término.
Lo que nos lleva a mi punto final: lo creas o no, ¡tenemos tanto torio y uranio en el suelo que se pueden extraer y fabricar por casi nada!
Anexo: En referencia al presunto ‘inconveniente’ que menciona el OP, esto es algo que realmente es histérico para mí. El almacenamiento de combustible gastado es realmente muy pequeño. Los humanos escuchamos cosas como ’10, 000 toneladas de desechos ‘y visualizamos automáticamente que significa una masa extremadamente grande, imposible y poco práctica de manejar. Sin embargo, si observa físicamente todo el combustible gastado de todos los reactores en todo el mundo, se dará cuenta de que en realidad no es tan masivo. Podemos almacenar de forma segura el combustible gastado por eones, y nunca se quedará sin espacio tampoco.