Kullanılmış nükleer yakıtlar genellikle “nükleer atık” olarak görülüyor. Ancak bu yakıtlar, enerji potansiyellerinin yaklaşık yüzde 90’ını hâlâ koruyor. ABD’de yürütülen yeni bir çalışma, kullanılmış yakıtların içindeki değerli maddeleri daha verimli şekilde ayırmayı ve yeniden kullanmayı hedefliyor.
Füzyon enerjisi alanında çalışan SHINE, ABD Enerji Bakanlığına bağlı Argonne Ulusal Laboratuvarı ve Case Western Reserve Üniversitesi ile bu amaçla ortak bir çalışma yürütüyor. Proje, kullanılmış nükleer yakıtların geri dönüşümünde yeni bir kimyasal ayırma yöntemini devreye sokmayı amaçlıyor.
Nükleer yakıtın büyük bölümü hâlâ kullanılabilir
Nükleer reaktörlerden çıkarılan kullanılmış yakıt, adının düşündürdüğü kadar “tükenmiş” değil. Yakıtın içinde uranyum, plütonyum ve farklı alanlarda kullanılabilecek başka radyoaktif maddeler bulunuyor.
Araştırmacılar bu nedenle kullanılmış yakıtı yalnızca depolanması gereken bir atık olarak görmek yerine, yeniden değerlendirilebilecek bir kaynak olarak ele alıyor.
Argonne Ulusal Laboratuvarı da bu süreç için PaCERS adlı yeni bir sistem geliştiriyor. Sistem, kimyasal maddeleri birbirinden ayırmak için yüksek hızda dönerek güçlü merkezkaç kuvveti oluşturuyor.
Bu yöntem, geleneksel işlemlere kıyasla daha az çözücü kullanmayı ve daha fazla malzemeyi daha kısa sürede işlemeyi hedefliyor. Araştırmacılar böylece nükleer yakıt geri dönüşümünün bazı aşamalarındaki maliyeti azaltmayı planlıyor.
Radyoaktif maddeler farklı alanlarda kullanılabilir
SHINE, Argonne ve Case Western Reserve Üniversitesi, PaCERS sistemini farklı radyoaktif maddelerin ayrıştırılmasında kullanmayı planlıyor.
Bunların arasında stronsiyum-90 ve amerikyum-241 bulunuyor. Bu maddeler tıp, üretim teknolojileri ve gelişmiş enerji sistemleri gibi farklı alanlarda kullanılabiliyor.
Ekip ayrıca uzun süre radyoaktif kalan bazı elementleri de kullanılmış yakıttan ayırmayı hedefliyor. Bu maddeler, nükleer atıkların uzun süre güvenli şekilde saklanmasını gerektiren temel nedenlerden birini oluşturuyor.
Binlerce yıllık depolama süresi kısalabilir
Çalışmanın uzun vadeli hedeflerinden biri de uzun ömürlü radyoaktif maddelerin yapısını değiştirmek.
SHINE, füzyon yoluyla üretilen nötronların bu maddeleri daha kısa ömürlü izotoplara dönüştürüp dönüştüremeyeceğini araştırıyor. Şirket bu konuda ABD Enerji Bakanlığının desteklediği ayrı bir proje de yürütüyor.
Bu yaklaşım istenen sonucu verirse bazı radyoaktif maddelerin binlerce yıl boyunca izole edilmesi yerine çok daha kısa sürelerle yönetilmesi mümkün olabilir. Ancak teknoloji henüz araştırma ve doğrulama aşamasında bulunuyor.
Hedef kullanılmış yakıttan yeniden enerji üretmek
Çalışmalar yalnızca radyoaktif atık miktarını azaltmaya odaklanmıyor. Araştırmacılar kullanılmış yakıttaki uranyum, plütonyum ve diğer değerli maddeleri yeniden kazanmayı da hedefliyor.
SHINE bu amaçla REDUCE adını verdiği bir nükleer yakıt geri dönüşüm süreci üzerinde çalışıyor. Sistem, kullanılabilecek elementleri yakıttan ayırmayı, uzun ömürlü radyoaktif maddelerin miktarını azaltmayı ve kalan enerji potansiyelinden yeniden yararlanmayı amaçlıyor.
ABD’de yaklaşık 94 bin ton kullanılmış nükleer yakıt birikmiş durumda. Yeni ayırma ve geri dönüşüm teknolojileri başarılı olursa bugün depolanan bu malzemenin bir bölümü gelecekte yeniden enerji ve ham madde kaynağı olarak kullanılabilir.
Ancak araştırmacıların bu yöntemleri ticari ölçekte kullanmadan önce maliyet, güvenlik ve nükleer maddelerin kontrolü gibi önemli sorunları çözmesi gerekiyor.
Sovyetler'in ıssız kıyılarda unuttuğu radyoaktif deniz fenerleriGüncel