Rosatom, nükleer yakıt döngüsünü kapalı hale getirmek için kaynak biriktiriyor. Rus nükleer şirketleri tükenmiş uranyum hekzaflorürün florunu ayrıştırarak kapalı nükleer yakıt döngüsünde kullanılacak uranyum oksit elde ediyor. Yakıt döngüsünü kapalı hale getirmek nükleer üretimini neredeyse atıksız hale getirecek. Aynı miktarda uranyumun defalarca geri dönüştürülmesi sayesinde nükleer enerji yenilenebilir bir enerji kaynağı haline gelecek.
İkili çalışma
Rosatom Batı Avrupa Bölgesi Direktörü Andrei Rozhdestvin, konuyla ilgili olarak yaptığı açıklamada “Küresel nükleer sektörün günümüzde karşılaştığı en büyük sorun yakıt döngüsünü kapalı hale getirerek arka uç sorununun üstesinden gelmektir. Başarılı olursak neredeyse hiç atık olmayacağından nükleer enerji yenilenebilir enerji türüne dönüşecek ya da en azından güneş panelleri ömürlerini doldurduğunda arkada bıraktığından daha fazla atık bırakılmayacak. Bir sonraki, yani 4’üncü nesil reaktörlerden sağlamaları beklenen işte bu: harcanmış yakıttan çıkartılan kullanılmış uranyumu yakabilmek.” ifadelerini kullandı.
Rosatom’un stratejik hedeflerinden biri termal nötron ve hızlı nötron reaktörlerinin bir arada çalışmasını sağlayan iki bileşenli bir yaklaşımla nükleer yakıt döngüsünü kapalı hale getirmek. Termal nötron reaktörleri yüzde 5’ten az oranda uranyum-235 içeren bir yakıtla çalışır. Doğal uranyum, yalnızca yüzde 0,7 oranında uranyum-235 içerdiğinden zenginleştirilir. Kalanı uranyum-238’dir. Hızlı nötron reaktörleri, tükenmiş uranyum (bkz. aşağıda) ile enerji reaktörlerinde radyasyona maruz bırakılan konvansiyonel nükleer yakıttan elde edilen radyoaktif elementlerin karışımı olan MOX yakıt ile çalışabiliyor.
Rosatom, iki bileşenli enerji üretimi yaklaşımını hayata geçirmek için uzun zamandır uğraşıyor. MOX yakıt içeren ilk 18 takım Ocak 2020’de BN-800 reaktörüne yüklendi. Bu yılın ocak ayında ise reaktöre 160 yakıt takımının daha yüklenmesiyle MOX’un toplam yakıt yükündeki payı üçte bire ulaştı. Önümüzdeki yıl BN-800 reaktöründeki konvansiyonel nükleer yakıtın yerini tamamen MOX yakıtı alacak.
Uzmanlara göre, harcanan nükleer yakıtın geri dönüştürülmesi ve yeni takımlarda uranyum-plütonyum karışımının kullanılması doğal uranyumdan elde edilen toplam enerji miktarını yaklaşık 100 kat artıracak.
Değerli DUHF
DUHF, tükenmiş uranyum hekzaflorürün kısaltılmışı. Neredeyse tamamı zenginleştirme işlemi sırasında uranyum-235’in ayrılmasından sonra arta kalan uranyum-238’den oluşuyor. ‘Artık’ olduğundan ‘atık’ olarak kabul ediliyor ve olumsuz yaklaşılıyor ki bu tamamen yanlış. Aslında DUHF bir atık değil, kaynak.
Öncelikle, teknoloji hızla ilerliyor: DUHF daha fazla uranyum-235 elde etmek üzere yeniden zenginleştirilebilir. Bu işlem eskiden pahalıydı ya da teknik olarak imkânsızdı ama artık değil. Rosatom yabancı şirketlere tükenmiş uranyumu yeniden zenginleştirme hizmetleri sunuyor.
İkincisi, DUHF tükenmiş uranyum oksit ve hidroflorik asite ayrılıyor. Tükenmiş uranyum oksit hızlı nötron reaktörleri için MOX yakıtı üretmek amacıyla kullanılırken hidroflorik asit doğal uranyum zenginleştirme döngüsüne geri gönderilir ya da susuz hidrojen florür olarak yeniden işlenir ve kimyasal firmalarına satılır. Deflorinasyonun bir avantajı daha var: uranyum oksitin saklanmasının ve işlenmesinin çok daha kolay ve güvenli olması. Aslında, floru ayrılmış DUHF, uranyum oktoksite çok benzer ama uranyum-235 içermez.
Birleşik Krallık, ABD ve Fransa’da tükenmiş uranyumun floru ayrıştırılıyor (bkz. Uranyum Geri Dönüştürme Tesisleri). Rosatom, Zelenogorsk’taki (Krasnoyarsk Krai) elektrokimyasal tesisinde yıllık 10,000 ton kapasiteli bir DUHF işleme ünitesini devreye aldığı 2009 yılından beri tükenmiş uranyumu işleme faaliyetlerinin içinde. Bu ünite uranyum zenginleştirme işlemi sonrası arta kalan neredeyse tüm DUHF’yi yeniden işleyecek kapasiteye sahip. Yeniden dönüştürme ünitesi on yıl önce Fransız Orano şirketi (o zamanki adıyla Cogema) tarafından üretildi ve o zamandan bu yana 100,000 tonun üzerinde DUHF’yi yeniden işledi.
Rosatom’un yakıt şirketi TVEL iki projeyi daha hayata geçirdi. Novouralsk’taki (Sverdlovsk Bölgesi) Ural Elektrokimyasal Tesisinde her biri yıllık 10,000 ton DUHF kapasitesine sahip iki deflorinasyon ünitesinin kurulması planlanıyor. Proje için mühendislik etüt çalışmaları ve fizibilite çalışması 2020 yılının ağustos ayında başladı.
Zelenogorsk’taki elektrokimyasal tesisinde yıllık 10,000 ton kapasiteli ikinci bir ünite için bir bina ve altyapı inşa ediliyor. Orano tarafından temin edilecek ünitenin 2023’te faaliyete geçmesi bekleniyor.
Rosatom Grup şirketleri şimdiye kadar yaklaşık 1,2 milyon ton DUHF stokladı. Bu iki tesisteki yeni geri dönüştürme üniteleri DUHF stoğunun muhtemelen 2057’ye kadar elden çıkartılmasına yardımcı olacak.
TVEL’de Ar-Ge ve Kaliteden Sorumlu Başkan Yardımcısı Alexander Ugryumov konuyla ilgili olarak “Kapalı nükleer yakıt döngüsü gerçeğe dönüştüğünde bir dizi çok önemli görevi yerine getirecek. İlk olarak, elimizde nükleer enerji sanayisi için çok daha büyük bir kaynak tabanımız olacak. İkincisi, harcanan nükleer yakıtı depolamak yerine geri dönüştürebileceğiz. Üçüncüsü, DUHF stoklarını nükleer yakıt üretiminde kullanarak elden çıkartacağız. Ayrıca, nükleer sanayide geri dönüşüm teknolojisinin gelişmesi, BM Sürdürülebilir Kalkınma Hedeflerinden biri olan Sorumlu Üretim hedefiyle de tam olarak uyumlu.” şeklinde konuştu.
ROSATOM’un yakıt şirketi TVEL
dünyanın en büyük nükleer yakıt tedarikçilerinden. Şirket aynı zamanda Rusya’daki tüm nükleer güç santrallerine, nükleer gemi ve araştırma reaktörlerine yakıt sağlayan tek tedarikçi konumunda. TVEL 15 ülkedeki nükleer güç santrallerine ya da başka bir ifadeyle, dünyadaki her altı enerji reaktöründen birine yakıt temin ediyor.
Uranyum Geri Dönüştürme Tesisleri
(Dünya Nükleer Birliği’nin Eylül 2020 tarihli verilerine göre)
