Argonne a alloué 6 millions de dollars pour le développement de technologies de retraitement du combustible nucléaire

Une très petite fraction de l’énergie contenue dans le combustible nucléaire est utilisée dans la production d’énergie nucléaire. La quantité restante peut être récupérée et recyclée pour produire beaucoup d’électricité. du département américain de l’énergie (BICHE) Agence des Projets de Recherche Avancée-Energie (ARPA-E) estime que l’énergie inutilisée laissée dans le combustible nucléaire irradié, parfois appelé combustible nucléaire irradié, peut générer suffisamment d’énergie propre pour alimenter plus de 70 millions de foyers.

Récemment, ARPA-E Il a reçu plus de 6 millions de dollars en récompenses BICHELaboratoire national d’Argonne pour développer et démontrer des procédés et des technologies innovantes visant à retraiter le combustible nucléaire usé (UNF). Le financement est fourni par la conversion UNF Conversion des radio-isotopes en énergie (CURRY) programme.

L’énergie nucléaire est la source d’environ un cinquième de l’électricité totale utilisée aux États-Unis et fournira la moitié de l’électricité sans carbone du pays en 2021. Amélioration de la séparation électrochimique et autres UNF les technologies de récupération et de recyclage peuvent aider davantage l’énergie nucléaire. Une utilisation plus efficace de l’énergie nucléaire réduirait considérablement la dépendance nationale à l’égard des combustibles fossiles et des gaz à effet de serre connexes, qui contribuent au changement climatique. Cela réduirait les déchets et produirait du nouveau combustible pour les réacteurs avancés. Ce dernier avantage conduira au déploiement de nouveaux réacteurs avancés qui fourniront une électricité encore plus sûre, plus propre et plus fiable.

notre coopération avec ARPA-E et l’industrie est extrêmement importante pour combler les lacunes technologiques restantes. — Krista Hawthorne, chef de division, Ingénierie des procédés pyrotechniques

L’Argonne l’utilisera ARPA-Edu financement pour développer deux projets. Le projet plus vaste combinera le leadership d’Argonne dans la recherche et le développement nucléaires avec les partenaires de l’industrie nucléaire Oklo Inc. et se combinera avec des expériences d’isolement profond. Argonne s’associera à la Case Western Reserve University sur les deux projets.

Le plus grand projet a reçu 4,9 millions de dollars. Il se concentre sur l’augmentation de l’efficacité et donc de l’économie des processus de retraitement du combustible nucléaire. Inc. d’Argonne, Oklo. et travailler pour améliorer un processus qui transforme Deep Isolation UNF le combustible oxyde peut être converti en métal, qui peut ensuite être traité pour fournir les matériaux nécessaires au combustible avancé des réacteurs. Le projet combinera des améliorations des matériaux d’anode stables de nouvelle génération et des capteurs utilisés pour contrôler le processus afin d’augmenter la quantité de matériau pouvant finalement être récupérée.

Krista Hawthorne, chef de division de l’ingénierie des pyroprocédés dans la division des technologies chimiques et du cycle du combustible d’Argonne, dirige l’effort.

“L’amélioration de l’efficacité des processus de retraitement du combustible aidera à récupérer et à recycler les ressources précieuses restant dans le combustible nucléaire usé”, a déclaré Hawthorne. .notre coopération avec ARPA-E et l’industrie est extrêmement importante pour combler les lacunes technologiques restantes.

Le deuxième projet a reçu 1,52 million de dollars. Avec ce projet, Argonne développera, fabriquera et testera des équipements de traitement chimique industriel plus efficaces pour que les chercheurs puissent retraiter UNF. La chef de projet est la radiochimiste argonnaise Anna Servis.

La plupart des installations modernes qui traitent le combustible des réacteurs nucléaires à eau légère utilisent des équipements connus sous le nom de colonnes à lit fixe. Les colonnes à lit garni sont de hautes boîtes remplies de matériau de garnissage qui mélangent les fluides s’écoulant d’une extrémité à l’autre lors des séparations chimiques.

La conception de l’équipe de la navette utilise à la place des PACER (Packaged Centrifuge Equipment for Radiochemical Separations). Les PACER sont des contacteurs rotatifs à lit fixe beaucoup plus efficaces que les colonnes. Ils utilisent les forces centrifuges plutôt que la gravité pour augmenter la vitesse et l’efficacité des séparations chimiques. Ils sont également sensiblement plus petits. Imaginez remplacer une colonne à lit garni de la taille d’un château d’eau par une colonne de la taille d’un entrepôt. MENEUR DE TRAIN.

“Le combustible nucléaire usé contient un trésor de matières premières, y compris de l’uranium riche en énergie qui peut être transformé en nouveau combustible, des métaux précieux et des radio-isotopes multifonctionnels”, a déclaré Servis. .Notre mine existante UNF les réserves réduisent la demande de minéraux non renouvelables et préservent les ressources pour les générations futures.”

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