Οι επιστήμονες θα χρησιμοποιήσουν φασματογραφικούς αισθητήρες για να επιταχύνουν την επανεπεξεργασία πυρηνικών καυσίμων

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα αναλωμένα πυρηνικά καύσιμα αποθηκεύονται υπόγεια. Όμως, σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση,

αυτές οι εγκαταστάσεις αποθήκευσης δεν προορίζονται ναγια να απαλλαγείτε από αυτό το καύσιμο για πάντα, και να το αποθηκεύσετε μέχρι να χρειαστεί ξανά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το αναλωθέν καύσιμο εξακολουθεί να περιέχει πολύ ουράνιο και πλουτώνιο, καθώς και τεράστιες ποσότητες εξαιρετικά πολύτιμων ραδιενεργών ισοτόπων που έχουν μεγάλη ζήτηση στους ιατρικούς και μηχανικούς κύκλους.

Υπάρχει όμως και ένα πραγματικό πρόβλημα εδώ:Το αναλωμένο καύσιμο αποτελείται από ένα πολύπλοκο μείγμα στοιχείων, σχεδόν το ήμισυ του περιοδικού πίνακα. Είναι πολύ δύσκολο να τα διαχωρίσεις. Αν και η επανεπεξεργασία πυρηνικών καυσίμων είναι μια σημαντική βιομηχανία, παραμένει αρκετά συντηρητική και δαπανηρή. Επιπλέον, αυξάνει τους κινδύνους παραγωγής καθαρού πλουτωνίου, το οποίο με τη σειρά του δημιουργεί προβλήματα πολλαπλασιασμού.

Ένα από τα κύρια επιχειρήματα υπέρ του πυρηνικούηλεκτρομηχανική - μια μικρή ποσότητα καυσίμου που απαιτείται για τη λειτουργία ενός αντιδραστήρα. Ένα μόνο σφαιρίδιο πυρηνικού καυσίμου που ζυγίζει μόνο 10 γραμμάρια εκπέμπει ενέργεια ισοδύναμη με έναν τόνο άνθρακα, αλλά εκπληκτικά, όταν αυτό το σφαιρίδιο "εξαντλείται", εξακολουθεί να περιέχει το 95% του σχάσιμου υλικού.

Για να βελτιώσει τη διαδικασία ανακυκλοφορίας, το PNNL χρησιμοποιεί φασματοσκοπία Raman για να παρακολουθεί το αναλωμένο καύσιμο σε πραγματικό χρόνο καθώς ρέει σε διάλυμα μετά από έναν αισθητήρα.

Συστήματα Ramanείναι μέθοδοι χημικής ανάλυσης πουχρησιμοποιήστε την αλληλεπίδραση του φωτός με τους χημικούς δεσμούς σε ένα μόριο για να λάβετε πληροφορίες σχετικά με τη χημική δομή, τη φάση και τον πολυμορφισμό του, τη δομή των κρυστάλλων και τις μοριακές του αλληλεπιδράσεις.

Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, μπορείτε να ελέγξετεαναλωμένο καύσιμο σε εμπορικές ποσότητες, καθώς μετατρέπεται σε υγρή μορφή και στη συνέχεια αποστέλλεται σε φυγόκεντρο, η οποία διαχωρίζει τα διάφορα στοιχεία κατά μάζα. Η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο επιτρέπει τον ακριβέστερο έλεγχο της αναλογίας μεταξύ ουρανίου και πλουτωνίου, καθώς και την αφαίρεση ανεπιθύμητων στοιχείων και ισοτόπων για την παραγωγή νέου επανεπεξεργασμένου καυσίμου που μπορεί να καεί σε προηγμένους αντιδραστήρες.

Διαβάστε επίσης

Οι πυρηνικές αντιδράσεις εντάθηκαν στον αντιδραστήρα του πυρηνικού σταθμού του Τσερνομπίλ.

Εμφανίστηκε ο πρώτος ηλεκτρικός κινητήρας με απόδοση 95%

Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;