Wissenschaftler werden spektrographische Sensoren einsetzen, um die Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen zu beschleunigen

In den Vereinigten Staaten werden abgebrannte Kernbrennstoffe unter der Erde gelagert. Aber entgegen der landläufigen Meinung

Diese Lagereinrichtungen sind nicht dazu bestimmtdiesen Brennstoff für immer loszuwerden und ihn aufzubewahren, bis er wieder benötigt wird. Denn die abgebrannten Brennelemente enthalten immer noch viel Uran und Plutonium sowie große Mengen äußerst wertvoller radioaktiver Isotope, die in medizinischen und technischen Kreisen stark nachgefragt werden.

Aber auch hier gibt es ein echtes Problem:abgebrannte Brennelemente bestehen aus einem komplexen Gemisch von Elementen, fast die Hälfte des Periodensystems. Es ist sehr schwierig, sie zu trennen. Obwohl die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen eine wichtige Industrie ist, bleibt sie recht konservativ und teuer. Darüber hinaus erhöht es die Risiken der Produktion von reinem Plutonium, was wiederum Proliferationsprobleme aufwirft.

Eines der Hauptargumente für nukleareEnergietechnik - eine winzige Menge Brennstoff, die zum Betrieb eines Reaktors benötigt wird. Ein einzelnes Kernbrennstoffpellet mit einem Gewicht von nur 10 Gramm gibt Energie ab, die einer Tonne Kohle entspricht, aber überraschenderweise enthält dieses Pellet, wenn es „aufgebraucht“ ist, immer noch 95 % des spaltbaren Materials.

Um den Rezirkulationsprozess zu verbessern, nutzt PNNL Raman-Spektroskopie, um abgebrannte Brennelemente in Echtzeit zu überwachen, während sie in Lösung an einem Sensor vorbeiströmen.

Raman-Systemesind Methoden der chemischen Analyse, dienutzen die Wechselwirkung von Licht mit chemischen Bindungen in einem Molekül, um Informationen über seine chemische Struktur, Phase und Polymorphie, Kristallstruktur und molekulare Wechselwirkungen zu erhalten.

Mit diesen Daten können Sie steuernabgebrannte Brennelemente in kommerziellen Mengen, da sie in eine flüssige Form überführt und dann einer Zentrifuge zugeführt werden, die die verschiedenen Elemente nach Masse trennt. Die Echtzeitüberwachung ermöglicht eine genauere Kontrolle des Verhältnisses zwischen Uran und Plutonium sowie die Entfernung unerwünschter Elemente und Isotope, um neuen wiederaufbereiteten Brennstoff herzustellen, der in modernen Reaktoren verbrannt werden kann.

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