Η Nusano αναπτύσσει μια συμπαγή μονάδα παραγωγής HALEU που, σύμφωνα με το Interesting Engineering, στοχεύει να παράγει 5,9 μετρικούς τόνους πυρηνικού καυσίμου ετησίως από μόλις 1.200 τετραγωνικά πόδια, ανοίγοντας τον δρόμο για ταχύτερη ανάπτυξη αντιδραστήρων νέας γενιάς
Σχετικά Άρθρα
Νέα εποχή για την πυρηνική ενέργεια: Απόβλητα μετατρέπονται σε καύσιμο για αντιδραστήρες επόμενης γενιάς
Μια πυρηνική μονάδα μικρότερη από ένα γήπεδο τένις φιλοδοξεί να αλλάξει τα δεδομένα στην παραγωγή του καυσίμου για τους αντιδραστήρες νέας γενιάς. Σύμφωνα με το Interesting Engineering, η αμερικανική εταιρεία Nusano επιλέχθηκε για πρόγραμμα του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, με στόχο την ανάπτυξη ενός συστήματος παραγωγής HALEU που θα μπορεί να αποδίδει 5,9 μετρικούς τόνους καυσίμου ετησίως από μία και μόνο μονάδα μόλις 1.200 τετραγωνικών ποδιών. Η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να δώσει σημαντική ώθηση στην ανάπτυξη μικρών αρθρωτών και προηγμένων πυρηνικών αντιδραστήρων, αντιμετωπίζοντας παράλληλα ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της νέας πυρηνικής εποχής: την επάρκεια καυσίμου.
Από το φυσικό ουράνιο σε HALEU με ένα μόνο πέρασμα
Το HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium) περιέχει από 5% έως λιγότερο από 20% ουράνιο-235 και θεωρείται κρίσιμο καύσιμο για αρκετές από τις νέες γενιές πυρηνικών αντιδραστήρων. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε ουράνιο-235 επιτρέπει στους αντιδραστήρες να λειτουργούν για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα μεταξύ ανεφοδιασμών και να αποσπούν περισσότερη ενέργεια από μικρότερη ποσότητα καυσίμου.
Η καινοτομία της Nusano βρίσκεται στον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται ο εμπλουτισμός. Ενώ οι παραδοσιακές μέθοδοι βασίζονται κυρίως στο εξαφθοριούχο ουράνιο (UF6), ένα αέριο που χρησιμοποιείται στις φυγοκεντρικές διαδικασίες εμπλουτισμού, η νέα προσέγγιση ξεκινά από μεταλλικό ουράνιο.
Η εταιρεία χρησιμοποιεί ιδιόκτητες τεχνικές διαχωρισμού για να διαχωρίζει τα ισότοπα του ουρανίου ανάλογα με τη μάζα τους. Στόχος είναι το φυσικό ουράνιο να μετατρέπεται σε υλικό εμπλουτισμένο έως το 19,75% σε ουράνιο-235 με ένα μόνο πέρασμα, με το τελικό καύσιμο να παραδίδεται απευθείας σε μεταλλική μορφή.
Αυτό θα μπορούσε να περιορίσει σημαντικά την πολυπλοκότητα της συμβατικής αλυσίδας παραγωγής, καθώς παρακάμπτονται στάδια που σχετίζονται με τη μετατροπή σε UF6, την απομετατροπή και τελικά τη μεταλλοποίηση του ουρανίου.
Μικρές μονάδες, μεγάλη παραγωγή και κρίσιμο κενό στην αγορά
Η δυναμικότητα που ανακοίνωσε η Nusano αποκτά ιδιαίτερη σημασία αν συγκριθεί με τις μελλοντικές ανάγκες των ΗΠΑ. Το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας εκτιμά ότι η ζήτηση για HALEU μπορεί να φτάσει περίπου τους 50 μετρικούς τόνους ετησίως έως το 2035, ενώ η σημερινή εγχώρια παραγωγή παραμένει κάτω από 1 τόνο τον χρόνο.
Η εταιρεία υποστηρίζει ότι το συμπαγές σύστημα θα μπορούσε να εγκαθίσταται σε πολλαπλές μονάδες, επιτρέποντας την αύξηση της παραγωγής σταδιακά, ανάλογα με τη ζήτηση, αντί για την κατασκευή μιας τεράστιας κεντρικής εγκατάστασης.
Παράλληλα, η απευθείας μεταλλική διαδρομή έχει σχεδιαστεί ώστε να περιορίζει τη χρήση της επικίνδυνης χημείας φθορίου που συνδέεται με τη συμβατική παραγωγή UF6.
Το πρώτο σύστημα της Nusano αναμένεται, σύμφωνα με τον σχεδιασμό της εταιρείας, να τεθεί σε λειτουργία το 2031. Η ένταξη στο Nuclear Energy Launch Pad Program του DOE και του National Reactor Innovation Center θα της προσφέρει πρόσβαση σε διαδικασίες αδειοδότησης, τεχνογνωσία εθνικών εργαστηρίων και τεχνικές υποδομές.
Ωστόσο, η ανακοίνωση δεν σημαίνει ότι η τεχνολογία έχει ήδη φτάσει σε εμπορική παραγωγή. Πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα ανάπτυξης και επίδειξης μιας τεχνολογίας που, εφόσον επιβεβαιώσει στην πράξη τις επιδόσεις της, θα μπορούσε να αποτελέσει μέρος της λύσης στο τεράστιο έλλειμμα HALEU που αντιμετωπίζει η αμερικανική πυρηνική βιομηχανία.
Το στοίχημα πλέον είναι σαφές: αν μια μονάδα μόλις 1.200 τετραγωνικών ποδιών καταφέρει πράγματι να παράγει 5,9 τόνους HALEU ετησίως, η τεχνολογία της Nusano θα μπορούσε να μετατρέψει την αρθρωτή παραγωγή πυρηνικού καυσίμου σε ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πεδία της επόμενης γενιάς πυρηνικής ενέργειας.
www.worldenergynews.gr
