Odpady nuklearne i droga naprzód

W poprzedni artykuł, omówiłem niektóre zmiany, które mają miejsce w celu zwiększenia bezpieczeństwa energetyki jądrowej, tak że poważna awaria, taka jak ta w Czarnobylu i Fukushimie, po prostu nie jest już możliwa.

Ale innym ważnym problemem, jaki generalnie podnoszą przeciwnicy broni jądrowej, jest to, co zrobić z odpadami radioaktywnymi, które powstają podczas produkcji energii jądrowej.

Zadałem to pytanie dr Kathryn Huff, asystentce sekretarza w Biurze Energii Jądrowej Departamentu Energii (DOE).

Zajęcie się odpadami nuklearnymi

Dobrą wiadomością jest to, że ilość wytwarzanych odpadów jest na ogół niewielka. W rzeczywistości elektrownie jądrowe po prostu składowały odpady na miejscu, ale to nie jest długoterminowe rozwiązanie problemu.

Składowanie odpadów nuklearnych jest zawsze gorącym tematem politycznym. Wiele społeczności nie chce składować odpadów w ich sąsiedztwie, a niektóre nawet sprzeciwiają się transportowi odpadów przez ich miasta. Utrudniło to takie projekty, jak proponowany skład odpadów jądrowych Yucca Mountain w stanie Nevada, który od lat 1970. był badany jako potencjalny obiekt do składowania.

Dr Huff wyjaśnił, że odpady nuklearne są obecnie przechowywane na miejscu w elektrowniach jądrowych, ale Departament Energii wznawia inicjatywę znalezienia obiektu do składowania. Takie stałe magazyny są podejściem preferowanym przez kilka innych krajów.

W rzeczywistości Finlandia buduje obecnie pierwsze na świecie stałe składowisko wysokoaktywnych odpadów jądrowych na wyspie u zachodniego wybrzeża Finlandii. Odpady zostaną zakopane w około 100 tunelach około 1,400 stóp pod ziemią. Przewiduje się, że obiekt ma pomieścić wszystkie fińskie odpady nuklearne do około 2100 roku i ma zawierać zużyte pręty paliwowe przez 100,000 XNUMX lat. Konstrukcja opiera się na wielu barierach zaprojektowanych w celu zapobiegania przedostawaniu się wody do odpadów i przenoszeniu jej do źródła wody. Oczekuje się, że zacznie działać w przyszłym roku.

Innym podejściem jest recykling odpadów jądrowych w celu odzyskania materiałów rozszczepialnych i paliworodnych w celu dodatkowej produkcji energii z elektrowni jądrowych. Ponowne przetwarzanie odpadów jądrowych pozwala na odzyskiwanie plutonu, który jest następnie mieszany ze zubożonym tlenkiem uranu w celu wytworzenia świeżego paliwa.

Proces ten zmniejsza ilość odpadów wysokoaktywnych (HLW) o około 85%, jednocześnie pozyskując do 30% więcej energii z uranu. Zmniejsza również ilość uranu, którą trzeba wydobyć.

Zasady recyklingu obowiązują we Francji, niektórych innych krajach europejskich, a także w Rosji, Chinach i Japonii.

Dr Huff wyjaśnił, że te zasady działają we Francji, ponieważ ten sam podmiot jest odpowiedzialny za wszystkie części procesu jądrowego – od reaktora, odpadów i składowiska. Tak nie jest w Stanach Zjednoczonych, a to komplikuje wysiłki zmierzające do rozwiązania tego problemu. Jest to więc bardziej długoterminowa opcja dla USA

Zwiększanie energetyki jądrowej

Na koniec zapytałem dr. Huffa, co robią Stany Zjednoczone, aby uruchomić energetykę jądrową w USA i popchnąć amerykańską technologię reszcie świata.

Powiedziała, że ​​poprawia się poparcie polityczne dla energetyki jądrowej. Dwupartyjna ustawa o infrastrukturze przeznaczyła 6 miliardów dolarów na obecne reaktory i 2.5 miliarda więcej na nowe projekty reaktorów. Istnieją inicjatywy dotyczące wodoru napędzanego energią jądrową oraz ulgi podatkowe na produkcję czystej energii, w tym energii jądrowej. Celem jest podwojenie do 2050 r. energii jądrowej w USA

Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) uważa również, że świat będzie musiał podwoić produkcję jądrową do 2050 r. w związku z dekarbonizacją. Co więc robią Stany Zjednoczone, aby wspomóc te wysiłki?

W DOE – International Affairs Office – działa międzynarodowe biuro współpracy nuklearnej. Zainteresowanie amerykańskimi projektami jądrowymi z Europy Wschodniej było duże z powodu obaw o bezpieczeństwo energetyczne. Dr Huff zauważył, że zbudowaliśmy amerykańskie reaktory w Chinach, ale oni chcą skomercjalizować własne technologie (na które wyraźny wpływ miały projekty amerykańskie).

Na zakończenie dr Huff zauważył, że nie wszystkie opcje są odpowiednie do zastąpienia przestarzałych elektrowni węglowych. Modele planowania energetycznego pokazują potrzebę sekundowego bilansu energetycznego w sieci. Codzienny widok może sprawić, że będziesz myślał, że potrzebujesz mniej pamięci masowej, niż faktycznie potrzebujesz, ale równoważenie krótkoterminowe wymaga szybkiego reagowania.

Elektrownie jądrowe są fizycznie podobnej wielkości oraz mają taką samą wydajność energetyczną i niezawodność jak elektrownie węglowe. Sieć jest skonfigurowana dla tych przełączeń. Siła robocza jest również kompatybilna. Podobne rodzaje wykwalifikowanych rzemiosł pracują w elektrowniach węglowych, które byłyby potrzebne w elektrowniach jądrowych.