Reprocesamiento avanzado de combustible nuclear gastado
El reprocesamiento avanzado del combustible nuclear gastado es una clave potencial para lograr un ciclo de combustible nuclear sostenible y hacer frente a la pesada carga de la gestión de residuos nucleares. En particular, el desarrollo de tales sistemas avanzados de reprocesamiento puede ahorrar recursos naturales, reducir el inventario de desechos y mejorar la aceptación pública de la energía nuclear. Esta estrategia se basa en el reciclaje de actínidos principales ( uranio y plutonio , y también torio en el ciclo de combustible del reproductor ) y la transmutación de actínidos menores ( neptunio , americio y curio ).) en reactores apropiados. Para cumplir con este objetivo, los agentes de extracción selectivos deben diseñarse y desarrollarse investigando su mecanismo de complejación. [1] [2]
El inventario estimado de combustible nuclear gastado descargado de los reactores nucleares de potencia en todo el mundo hasta finales de 2013 es de unos 370.000 . Hasta la fecha, se almacenan alrededor de 250.000 de este inventario. [1] En el paso final del ciclo del combustible nuclear , se podrían adoptar potencialmente dos opciones de gestión del combustible gastado:
Según la primera opción, el combustible nuclear gastado se considera residuo completo. Después de un almacenamiento intermedio (húmedo y seco), todo el combustible usado se elimina directamente en un depósito geológico profundo . Se están estudiando varios diseños de repositorios y medios geológicos de acuerdo con las diferentes naturalezas del combustible y su quemado , inventario radiactivo y generación de calor de desintegración . La evaluación de una disposición final geológica se basa en el enfoque de múltiples barreras, que combina múltiples efectos de barreras artificiales y naturales para retrasar con el tiempo posibles migraciones de radionucleidos de vida prolongada a la biosfera. [3]
El reprocesamiento es la opción alternativa para el combustible gastado después de un almacenamiento intermedio prolongado. El combustible usado ya no se considera un desecho sino un futuro recurso energético. Se descarga una gran cantidad de uranio fértil ( ) junto con una pequeña cantidad de fisionable ( ) y una parte no despreciable de productos de desecho de alta actividad y elementos transuránicos, que contribuyen en gran medida a la radiotoxicidad a largo plazo del combustible nuclear gastado. [4] La recuperación y el reciclaje de uranio y plutonio fueron los primeros pasos en el desarrollo de un ciclo de combustible cerrado. Además, se puede lograr de manera eficiente una fuerte reducción del volumen, la radiotoxicidad y la carga térmica del combustible nuclear gastado.
A pesar de los beneficios de este primer enfoque de reprocesamiento, una cantidad de desechos debe tratarse, almacenarse y eliminarse en un repositorio geológico profundo durante un largo período de tiempo. [5] Los desechos del reprocesamiento y el combustible nuclear gastado se clasifican como desechos de actividad alta (HLW) de acuerdo con la guía del OIEA debido a la alta emisión de radiactividad y calor de desintegración. [6]
El primer enfoque de reprocesamiento se basa en el proceso PUREX (extracción de reducción de plutonio y uranio), que es la tecnología estándar y madura aplicada en todo el mundo para recuperar uranio y plutonio del combustible nuclear gastado a escala industrial. Tras la disolución del combustible gastado en ácido nítrico y la eliminación de uranio y plutonio, los residuos secundarios generados todavía contienen productos de fisión y activación junto con elementos transuránicos que deben aislarse de la biosfera. El uranio y el plutonio se recuperan mediante el conocido ligando tributilfosfato (TBP) en un proceso de extracción líquido-líquido. [7]
