Modul de transformare a uraniului sărăcit U238 în Plutoniu239 pentru funcționarea reactoarelor nucleare TerraPower

 TerraPower, prin conceptul său de reactor nuclear Traveling Wave Reactor (TWR) (Reactor cu Undă Călătoare), propune o modalitate inovatoare de a refolosi uraniul sărăcit (considerat deșeu în centralele nucleare convenționale) drept combustibil.

Iată cum funcționează, pe înțelesul tuturor:

  1. Ce este uraniul sărăcit? Centralele nucleare actuale folosesc uraniu îmbogățit, care conține o proporție mai mare din izotopul fisionabil Uraniu-235 (U-235). Cea mai mare parte a uraniului natural este formată din Uraniul-238 (U-238), care nu este ușor fisionabil. În urma procesului de îmbogățire, rămâne o cantitate mare de uraniu cu o concentrație foarte mică de U-235, numit uraniu sărăcit (bogat în U-238). Acesta este considerat un deșeu.

  2. Principiul TWR: Reactorul Traveling Wave Reactor este proiectat să utilizeze acest uraniu sărăcit (U-238) ca și combustibil principal. Spre deosebire de reactoarele convenționale care se bazează pe fisiunea directă a U-235, TWR-ul folosește un proces de "ardere și reproducere" (breed-and-burn).

  3. Cum se transformă U-238 în combustibil? Procesul începe cu o mică zonă în reactor care conține material fisionabil (cum ar fi uraniu îmbogățit sau plutoniu) pentru a iniția reacția în lanț și a produce neutroni rapizi. Acești neutroni rapizi sunt absorbiți de atomii de Uraniu-238 din jur. Prin absorbția unui neutron, U-238 se transformă într-un alt element, Plutoniu-239 (Pu-239).

  4. Plutoniul-239 devine combustibil: Plutoniul-239 este un material fisionabil, similar cu U-235. Odată ce o cantitate suficientă de Pu-239 este produsă, aceasta începe să sufere fisiune, eliberând energie și, mai important, generând noi neutroni.

  5. "Unda Călătoare": Acești noi neutroni continuă să fie absorbiți de uraniul sărăcit din zonele adiacente, transformându-l și pe acesta în Plutoniu-239 fisionabil. Astfel, o zonă de fisiune se propagă încet prin miezul reactorului, consumând uraniul sărăcit și producând energie pe măsură ce "unda" călătorește.

Pe scurt, TerraPower refolosește deșeul de uraniu (uraniul sărăcit) nu prin a-l folosi direct așa cum este, ci prin a-l transforma în interiorul reactorului într-un combustibil fisionabil (Plutoniu-239) printr-un proces ingenios de transmutare indusă de neutroni. Acest lucru permite utilizarea mult mai eficientă a resurselor de uraniu și reduce semnificativ cantitatea de deșeuri radioactive pe termen lung.

SUA dețin cele mai mari stocuri de uraniu sărăcit la nivel global, estimate la aproximativ 700.000 de tone metrice, majoritatea stocate sub formă de uraniu hexafluorid (UF₆) în locații precum Paducah (Kentucky), Portsmouth (Ohio) și Oak Ridge (Tennessee) .Wikipedia

Conform estimărilor TerraPower, 320 de tone metrice de DU ar putea alimenta 100 de milioane de locuințe timp de un an . Astfel, întregul stoc de 700.000 de tone ar putea furniza energie pentru toate gospodăriile din SUA timp de peste 700 de ani.

Potențialul Reactoarelor TerraPower

TerraPower dezvoltă reactoare de tip Traveling Wave Reactor (TWR), care utilizează uraniu sărăcit (U-238) ca combustibil principal. Aceste reactoare convertesc U-238 în plutoniu-239 (Pu-239) in situ, permițând o reacție de fisiune auto-susținută fără necesitatea îmbogățirii suplimentare a combustibilului .Wikipedia

Un singur reactor TWR poate funcționa între 40 și 60 de ani cu o încărcătură inițială de combustibil, reducând semnificativ necesitatea reîncărcării și generând mai puține deșeuri nucleare comparativ cu reactoarele convenționale

Estimări Energetice

Având în vedere că 320 de tone metrice de DU pot alimenta 100 de milioane de locuințe timp de un an, stocul de 700.000 de tone din SUA ar putea furniza:Wikipedia

  • 2.187,5 ani de energie pentru 100 de milioane de locuințe.

  • 218,75 ani de energie pentru 1 miliard de locuințe.

Aceste estimări evidențiază potențialul considerabil al DU ca sursă de energie în reactoarele avansate.

Provocări și Considerații

  • Disponibilitatea combustibilului: Reactoarele TWR necesită o cantitate inițială de combustibil fisionabil (U-235 sau Pu-239) pentru a iniția reacția, ceea ce poate reprezenta o provocare logistică și economică.Wikipedia

  • Dezvoltarea tehnologică: Implementarea pe scară largă a reactoarelor TWR necesită investiții semnificative în cercetare, dezvoltare și infrastructură.

  • Reglementări și acceptare publică: Adoptarea noilor tehnologii nucleare depinde de cadrele legislative și de acceptarea publică, aspecte care pot varia semnificativ între țări.


Comments

Post a Comment


Popular posts from this blog

Amenajări hidrografice și forestiere pentru prevenirea inundațiilor cauzate de schimbările climatice

Image
 Start pentru inventarierea amenajărilor hidrografice pentru prevenirea inundațiilor De ce să luăm măsuri urgente pentru temperarea schimbărilor climatice ? Conform unui raport al Munich Re, dezastrele naturale au cauzat pierderi economice globale de aproximativ 270 de miliarde de dolari în 2022.  Raportul Stern (2006):  Unul dintre primele studii majore pe această temă a estimat că schimbările climatice ar putea costa între 5% și 20% din PIB-ul global anual dacă nu se iau măsuri urgente. Schimbările climatice au un impact semnificativ asupra regimului precipitațiilor, ducând la creșterea frecvenței și intensității ploilor abundente. Aceste ploi bruște, cu debite de peste 150 l/mp într-un timp foarte scurt, pot provoca inundații devastatoare, cu consecințe grave asupra populației și infrastructurii. Pentru a face față acestei provocări, amenajările hidrografice joacă un rol crucial în prevenirea și atenuarea efectelor inundațiilor. Impactul subțierii stratului de ozon asu...
Read more

Pantofi cu impamantare

Image
Modelul de pantofi ce îl propun este realizarea de punte conductivă de cupru între sol și tălpiciul care va fi dintr-o lamelă de cupru integrată în tălpici . Racordul va fi flexibil. Ori se va purta șosetă cu fir de cupru ce va face legătură cu talpa piciorului ori se va folosi pantoful fără șosetă. De asemenea tălpicii vor putea fi din staniu, cunoscutul staniol pentru ciocolată . Se pot realiza mai multe modele  în funcție de dorințele producătorului de pantofi cu împământare și testele pe diferiți clienți. Mersul pe ciment sau asfalt nu asigură împământarea , acesta trebuie să se facă efectiv pe pământ. Pământul uscat fără minerale nu transmite energie , trebuie să fie relativ umed.  Reconectarea cu Pământul: Beneficiile Pantofilor cu Împământare Deși conceptul nu este nou, beneficiile pantofilor cu împământare sunt demne de luat în considerare. Acești pantofi speciali permit o conexiune directă cu energia telurică prin intermediul unei tălpi conductoare sau a unui fir ce î...
Read more

Ethiopia - Erta Ale industrial exploitation

Erta Ale Project: A Visionary Approach to Industrial Exploitation of a Volcano The Erta Ale Project is a groundbreaking concept that reimagines how humanity can harness the immense potential of Earth's natural geological phenomena. This futuristic initiative proposes the industrial utilization of the Erta Ale volcano, located in Ethiopia's Danakil Depression, to create a multifunctional hub for sustainable energy generation, advanced material production, and industrial innovation. The battel near  the vulcano Erta Ale :) https://youtu.be/S3OtoO5zjjU?si=mlOTJbWtYn-8Y1bd Erta Ale 1. Geothermal Power Plant: Tapping Into Volcanic Energy At the heart of the Erta Ale project lies a state-of-the-art geothermal power plant. Using advanced drilling technologies, the facility will access the volcano's intense subsurface heat to power a network of turbines. Technology: Heat exchangers and steam turbines will convert the volcanic heat into electricity, ensuring a continuous, renewable ...
Read more