US-Atomrecyclinganlage könnte Uran-Energieausbeute um das Zehnfache steigern

Die Pyroverarbeitung (oder pyrochemische Verarbeitung) ist ein Hochtemperatur-Metallurgieverfahren, das die Wiederverwendung öglichen könnte. In Kombination mit schnellen Reaktoren könnte damit bis zu 100-mal mehr Energie aus Uran extrahiert werden.

Das Unternehmen plant, bis 2034 eine Pilotanlage zur Recycling ällen in Betrieb zu nehmen, die Abfallmaterial in Substanzen umwandelt, die für fortschrittliche schnelle Reaktoren geeignet sind. „Der Weg vor uns ist ambitioniert, aber machbar", sagte Bruce Landrey, Geschäftsführer und Mitbegründer Kernabfällen: Die Vereinigten Staaten haben etwa 95.000 Tonnen (104.000 US-Tonnen) abgebrannten Kernbrennstoffs angesammelt.

Derzeit werden sie an über 75 Standorten im ganzen Land gelagert. Abgekühlter Kernbrennstoff ist jedoch nach dem Entnahme aus einem Reaktor radioaktiv und thermisch heiß.

Technik, Energie und Einsatz

Zudem besteht zwar bis zu 96 Prozent aus übrigem Uran, dem Hauptbrennstoff in Kernreaktoren, doch enthält er ebenfalls radioaktive Abfallprodukte und Elemente schwerer als Uran, wie Plutonium, das außerordentlich gefährlich ist.

Während die lang verschobenen Pläne für die endgültige Entsorgung öst bleiben, steht die Atomindustrie vor einer weiteren Herausforderung: der Sicherung ausreichender Brennstoffmengen für zukünftige Reaktoren. Begrenzte Brennstoffverfügbarkeit und steigende Kosten stellen beide wesentliche Hindernisse für die Entwicklung fortschrittlicher Reaktoren dar.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird die Pilotanlage zur Wiederaufbereitung einsetzen, um Kernabfall in nutzbaren Reaktorbrandstoff umzuwandeln. Das Unternehmen erlangte durch seine Vereinbarung mit der ANL den exklusiven Zugang zu dieser Technologie, die ünglich entwickelt wurde.

Was die Studie zeigt

Der Vertrag gewährt dem Unternehmen zudem Zugang zu den erfahrenen Wissenschaftlern und Ingenieuren für die nukleare Wiederaufarbeitung Forschungseinrichtungen. „BLSK hat die seltene Gelegenheit, die beiden kritischen Herausforderungen der Kernenergie anzugehen: die Frage nach dem Umgang mit dem Abfall zu beantworten und gleichzeitig eine zuverlässige, kosteneffiziente Brennstoffversorgung für fortschrittliche Reaktoren zu gewährleisten", so Landrey weiter.

Ein neues Brennstoffwerk Die Pyroverarbeitung nutzt geschmolzene Salze und Elektrizität, um wertvolle nukleare Materialien aus hochradioaktivem Abfall zu trennen und zurückzugewinnen.

Man geht davon aus, dass dieses Verfahren eine verbesserte Effizienz und eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen die Verbreitung würde das Abfallvolumen reduzieren und gleichzeitig zusätzliche Energie aus abgebranntem Brennstoff gewinnen.

Technik, Energie und Einsatz

In Kombination mit schnellen Reaktoren könnte sie reportedly bis zu 100-mal mehr Energie aus Uran freisetzen als herkömmliche Reaktoren. Laut ANL könnte die Technologie eine langfristige Versorgung mit erschwinglichem Uranbrennstoff gewährleisten.

Durch die Rückgewinnung aller Aktinide – radioaktiver chemischer Elemente, die im Periodensystem nach Actinium – könnte der Prozess die Menge an nuklearem Abfall erheblich reduzieren.

Zudem könnte die erforderliche Isolationsdauer des Abfalls 300.000 Jahren auf 300 Jahre verkürzt werden. „Mit dem geistigen Eigentum und der Anlagenkonstruktion als Ausgangspunkt befindet sich unser Vorhaben auf einem hohen Reifegrad; dies erhöht die Sicherheit durch eine Verringerung technischer, regulatorischer und Investitionsrisiken", so Landrey in einer Pressemitteilung.

Die Unterstützung durch ANL wird, PhD, geleitet, einem leitenden Projektdirektor für Kernenergie und Distinguished Fellow, der die Pyroverarbeitungs-Technologie entwickelt hat.