Naukowcy wykorzystają czujniki spektrograficzne, aby przyspieszyć ponowne przetwarzanie paliwa jądrowego

W Stanach Zjednoczonych wypalone paliwo jądrowe jest składowane pod ziemią. Ale wbrew powszechnemu przekonaniu,

te obiekty magazynowe nie są do tego przeznaczoneaby pozbyć się tego paliwa na zawsze i przechowywać je do czasu, aż będzie ponownie potrzebne. Dzieje się tak dlatego, że wypalone paliwo nadal zawiera duże ilości uranu i plutonu, a także ogromne ilości niezwykle cennych izotopów promieniotwórczych, na które istnieje duże zapotrzebowanie w kręgach medycznych i inżynieryjnych.

Ale tu też jest prawdziwy problem:wypalone paliwo składa się ze złożonej mieszanki pierwiastków, prawie połowy układu okresowego. Bardzo trudno je rozdzielić. Chociaż przetwarzanie paliwa jądrowego jest ważną branżą, pozostaje dość konserwatywne i kosztowne. Ponadto zwiększa ryzyko produkcji czystego plutonu, co z kolei powoduje problemy z proliferacją.

Jeden z głównych argumentów przemawiających za energetyką jądrowąenergetyka - niewielka ilość paliwa potrzebna do pracy reaktora. Pojedyncza pastylka paliwa jądrowego ważąca tylko 10 gramów wydziela energię równoważną tonie węgla, ale co zaskakujące, gdy ta pasta „wyczerpie się”, nadal zawiera 95% materiału rozszczepialnego.

Aby usprawnić proces recyrkulacji, PNNL wykorzystuje spektroskopię Ramana do monitorowania wypalonego paliwa w czasie rzeczywistym, gdy przepływa ono w roztworze przez czujnik.

Systemy Ramanato metody analizy chemicznej, którewykorzystywać oddziaływanie światła z wiązaniami chemicznymi w cząsteczce w celu uzyskania informacji o jej strukturze chemicznej, fazie i polimorfizmie, strukturze kryształu oraz oddziaływaniach molekularnych.

Korzystając z tych danych, możesz kontrolowaćwypalone paliwo w ilościach handlowych, ponieważ jest przekształcane w postać płynną, a następnie przesyłane do wirówki, która masowo oddziela poszczególne elementy. Monitorowanie w czasie rzeczywistym pozwala na dokładniejszą kontrolę proporcji między uranem a plutonem, a także usuwanie niepożądanych pierwiastków i izotopów w celu wytworzenia nowego przetworzonego paliwa, które można spalać w zaawansowanych reaktorach.

Czytaj także

Reakcje jądrowe nasiliły się w reaktorze elektrowni jądrowej w Czarnobylu.

Pojawił się pierwszy silnik elektryczny o sprawności 95%

Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?