Amerykański start-up połączył siły z pierwszym w kraju laboratorium narodowym, aby poddać recyklingowi zużyte paliwo jądrowe i pozyskać z niego energię dla reaktorów prędkich. Kluczem ma być zaawansowana technologia piroprzetwarzania. Firma z sektora technologii jądrowych z siedzibą w Nowym Jorku, BLSK Energy, ogłosiła 18 maja, że podpisała Umowę o Współpracy w zakresie Badań i Rozwoju, znaną jako CRADA, z Argonne National Laboratory w Illinois.
Sama metoda brzmi jak alchemia, lecz opiera się na chemii. Piroprzetwarzanie to wysokotemperaturowy proces metalurgiczny, który mógłby umożliwić ponowne wykorzystanie paliwa jądrowego, a w połączeniu z reaktorami prędkimi pozyskać nawet sto razy więcej energii z uranu. Firma planuje uruchomić pilotażowy zakład recyklingu do 2034 roku, przekształcający odpady w materiał odpowiedni dla zaawansowanych reaktorów prędkich. „Droga przed nami jest ambitna, ale możliwa do zrealizowania” – powiedział Bruce Landrey, dyrektor zarządzający i współzałożyciel BLSK Energy.
Góra odpadów, której nikt nie chce
Skala problemu jest przytłaczająca. Stany Zjednoczone zgromadziły około 95 000 ton zużytego paliwa jądrowego, składowanego dziś w ponad 75 lokalizacjach na terenie całego kraju. Materiał ten po wyjęciu z reaktora jest radioaktywny i gorący termicznie.
Paradoks polega na tym, że to wcale nie są zwykłe śmieci. Zużyte paliwo w 96 procentach składa się z pozostałego uranu, czyli głównego paliwa stosowanego w reaktorach. Zawiera jednak również radioaktywne produkty odpadowe oraz pierwiastki cięższe od uranu, takie jak niezwykle niebezpieczny pluton.
Branża zmaga się przy tym z drugim kłopotem. Brakuje paliwa dla przyszłych reaktorów, a ograniczone dostawy i rosnące koszty są głównymi przeszkodami w rozwoju zaawansowanych konstrukcji. Pilotażowy zakład BLSK ma rozwiązać oba problemy naraz, przekształcając odpady w użyteczne paliwo dzięki wyłącznemu dostępowi do technologii Argonne.
CYNICZNYM OKIEM: Przez dekady atomowe odpady były wstydliwym problemem chowanym pod dywan. Dziś nagle okazują się żyłą złota, bo ich składowanie kosztuje więcej niż przyznanie się do błędu.
Umowa daje firmie nie tylko prawa, lecz także ludzi. Zapewnia dostęp do doświadczonych naukowców i inżynierów oraz placówek badawczych laboratorium. „BLSK ma rzadką okazję, by zająć się dwoma krytycznymi problemami, przed którymi stoi energetyka jądrowa; odpowiadając na pytanie: co z odpadami, jednocześnie dostarczając niezawodne i opłacalne dostawy paliwa dla zaawansowanych reaktorów” – kontynuował Landrey.
Jak proces skraca 300 tysięcy lat do trzystu?
Technologia działa na poziomie chemicznym. Piroprzetwarzanie wykorzystuje stopione sole i energię elektryczną do oddzielania i odzyskiwania cennych materiałów jądrowych z wysoce radioaktywnych odpadów. Uważa się, że oferuje zwiększoną wydajność oraz odporność na rozprzestrzenianie broni jądrowej.
Efekty mają być podwójne. Metoda zmniejsza objętość odpadów, jednocześnie pozyskując dodatkową energię ze zużytego paliwa. W połączeniu z reaktorami prędkimi mogłaby uwolnić do stu razy więcej energii z uranu niż reaktory tradycyjne.
Najbardziej spektakularna jest jednak liczba dotycząca czasu. Proces mógłby skrócić okres izolacji odpadów z około 300 000 lat do 300 lat, recyklingując wszystkie aktynowce, czyli radioaktywne pierwiastki następujące po aktynie w układzie okresowym. Według Argonne technologia mogłaby zapewnić długoterminowe dostawy przystępnego cenowo paliwa uranowego.
Firma podkreśla, że nie zaczyna od zera. „Posiadanie własności intelektualnej i projektu obiektu jako punktu wyjścia stawia nasze wysiłki na wysokim poziomie dojrzałości, poprawiając pewność poprzez zmniejszenie ryzyka technicznego, regulacyjnego i inwestycyjnego” – podsumował Landrey w komunikacie prasowym. Wsparcie laboratorium poprowadzi dr Yoon Il Chang, starszy dyrektor projektów jądrowych i wybitny członek Argonne, który stworzył technologię piroprzetwarzania.
