Wetenschappers zullen spectrografische sensoren gebruiken om de opwerking van nucleaire brandstof te versnellen

In de Verenigde Staten wordt verbruikte splijtstof ondergronds opgeslagen. Maar in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht,

deze opslagfaciliteiten zijn daar niet voor bedoeldom voor altijd van deze brandstof af te komen, en deze op te slaan totdat deze weer nodig is. Dit komt omdat de verbruikte splijtstof nog steeds veel uranium en plutonium bevat, evenals enorme hoeveelheden extreem waardevolle radioactieve isotopen waar veel vraag naar is in medische en technische kringen.

Maar er is ook een echt probleem:verbruikte splijtstof bestaat uit een complex mengsel van elementen, bijna de helft van het periodiek systeem. Het is erg moeilijk om ze te scheiden. Hoewel de opwerking van splijtstof een belangrijke industrie is, blijft ze vrij conservatief en duur. Bovendien verhoogt het de risico's van de productie van puur plutonium, wat op zijn beurt proliferatieproblemen veroorzaakt.

Een van de belangrijkste argumenten voor nucleair?energietechniek - een kleine hoeveelheid brandstof die nodig is om een ​​reactor te laten werken. Een enkele kernbrandstofpellet met een gewicht van slechts 10 gram geeft energie af die gelijk is aan een ton steenkool, maar verrassend genoeg bevat deze pellet nog steeds 95% van het splijtbare materiaal wanneer deze "opgebruikt" is.

Om het recirculatieproces te verbeteren, gebruikt PNNL Raman-spectroscopie om verbruikte splijtstof in realtime te monitoren terwijl deze in oplossing langs een sensor stroomt.

Raman-systemenzijn methoden voor chemische analyse diegebruik de interactie van licht met chemische bindingen in een molecuul om informatie te verkrijgen over de chemische structuur, fase en polymorfisme, kristalstructuur en moleculaire interacties.

Met behulp van deze gegevens kunt u controleren:verbruikte splijtstof in commerciële hoeveelheden, aangezien deze wordt omgezet in vloeibare vorm en vervolgens naar een centrifuge wordt gestuurd, die de verschillende elementen massaal van elkaar scheidt. Realtime monitoring zorgt voor een nauwkeurigere controle van de verhouding tussen uranium en plutonium, evenals de verwijdering van ongewenste elementen en isotopen om nieuwe opgewerkte brandstof te produceren die in geavanceerde reactoren kan worden verbrand.

Lees ook

De kernreacties namen toe in de reactor van de kerncentrale van Tsjernobyl.

De eerste elektromotor met 95% efficiëntie verscheen

Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?