Ritrattamento del Combustibile e Rifiuti

I reattori a fissione attualmente in commercio o costruzione utilizzano il loro combustibile in modo piuttosto inefficiente, almeno in confronto al potenziale energetico in esso contenuto. La soluzione correntemente adottata è di riciclare il combustibile, al termine del ciclo di utilizzo (solitamente 16-24 mesi per i LWR), estraendo il fissile residuo e reimpiegandolo in altri reattori.
Questa modalità potrebbe permettere l’incremento di un fattore da 50 a 100 dell’efficienza energetica della filiera. Attualmente solo alcuni paesi hanno intrapreso questa soluzione, che richiede delle facilities dedicate e tecnologie specifiche, peraltro ormai consolidate. L’esempio più eclatante è quello francese, che da molti anni ha in funzione impianti di riciclo del combustibile, utilizzando tecnologia proprietaria basata sul metodo PUREX. Altri paesi, come gli USA, hanno deciso, per motivi politici, di non riciclare il combustibile.
Le metodologie di gestione del combustibile esausto sono fondamentalmente 4, come riportato nella tabella seguente (tratta da: EASAC policy report no. 23 – JRC Reference Report, July 2014.)

WASTE-TABLE

La prima opzione è quella del ciclo aperto, che costringe a confinare per il tempo necessario l’intero elemento di combustibile.
La seconda è quella correntemente utilizzata in alcuni paesi. Il combustibile viene riciclato, si estraggono uranio e plutonio (nei suoi isotopi), che vengono riutilizzati nel combustibile MOX.
Il terzo segue la stessa metodica ma viene iterato più volte. Richiede l’utilizzo anche di reattori veloci e al momento è in fase di studio.
L’ultimo prevede la separazione anche dei prodotti di fissione e l’impiego di tecnologie di trasmutazione dei transuranici e prodotti di fissione per eliminarne la maggior quantità possibile (ad esempio mediante bombardamento di flussi neutronici con dei waste burner reactor o acceleratori di particelle).

GESTIONE DI RIFIUTI
In considerazione dei tempi di dimezzamento dei rifiuti si distinge solitamente il rifiuto radioattivo in varie categorie. Una delle classificazioni più utilizzate è quella che specifica il rifiuto nelle 3 classi: alto. medio, basso livello. Tipicamente il combustibile esausto e relativo materiale (prodotti di fissione ecc), appartiene alla categoria alto livello ed è quello che richiede soluzioni di confinamento più sofisticate.
La metodologia che viene ormai seguita dai paesi più avanzati è quella del confinamento geologico, in ambienti che per profondità, composizione geologica e stabilità, fornisce le migliori garanzie di un isolamento pressochè perpetuo.
Sotto una figura (tratta da NEI 2010, p.19) che mappa la radiotossicità  di transuranici, prodotti di fission ecc, in funzione del tempo di decadimento. Si noti che i prodotti di fissione (FP) decadono quasi completamente dopo circa 300 anni.

WASTE-GRAPH

Sono state tuttavia studiate diverse tecnologie per ridurre in modo considerevole la quantità di residui radioattivi a lunga vita/radiotossicità. Le più promettenti sono:

  • GANEX
  • Trattamento elettrometallurgico (pyroprocessing)
  • Trasmutazione

ALTRI METODI DI CONFINAMENTO
Nel corso degli anni sono stati valutati altri metodi per separare in modo sicuro i rifiuti nucleari dall’ecosistema. Una metodologia che viene attualmente proposta, anche se solo per una particolare categoria di rifiuti nucleari, è denominata “Deep Borehole Disposal“, l’altra è relativo all’utilizzo delle Synrock

One Response to Ritrattamento del Combustibile e Rifiuti

  1. Pingback: Il sogno Australiano | NUCLEAR PIONEERS

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s