العلماء الروس يبتكرون تكنولوجيا جديدة لإنتاج الوقود النووي

التاج الإخباري – وتعمل شركة "روس آتوم" الحكومية على تطوير التكنولوجيات اللازمة للانتقال إلى نظام طاقة تنافسي يعتمد على دورة الوقود النووي المغلقة التي تستخدم وقودا مختلطا من اليورانيوم والبلوتونيوم. وبفضل هذه التكنولوجيا سيكون من الممكن حل إحدى المشاكل الرئيسية لصناعة الطاقة النووية الحالية المتعلقة بالاحتياطيات المحدودة من اليورانيوم الطبيعي.

وتتمثل الطريقة الرئيسية التي تستخدم حاليا في إنتاج وقود اليورانيوم والبلوتونيوم المختلط في الخلط الميكانيكي لثاني أكسيد اليورانيوم ومساحيق ثاني أكسيد البلوتونيوم، ثم يتم  تصنيع أقراص من الوقود. بينما يقول الخبراء إن هذه الطريقة لها عيوب عديدة.

وقال سيرغي فينوكوروف، نائب مدير معهد "فيرنادسكي" للكيمياء الجيولوجية التحليلية لدى أكاديمية العلوم الروسية إن "فصل البلوتونيوم النقي يتناقض مع مفهوم عدم انتشار المواد الانشطارية. ومع ممارسة تلك التكنولوجيا يصعب تحقيق توزيع متجانس للبلوتونيوم في كتلة من ثاني أكسيد اليورانيوم، مما قد يؤدي في آخر المطاف إلى احتراق الوقود غير المتجانس نتيجة إطلاق الحرارة المحلية وإطلاق الغاز وظهور المشاكل في إذابة الوقود النووي المستهلك".

ويمكن الحصول على خليط أكثر تجانسا من ثاني أكسيد اليورانيوم والبلوتونيوم على أساس العملية المستخدمة في الصناعة النووية لفصل ثاني أكسيد اليورانيوم عن راسبات ثلاثي كربونات الأمونيوم، لكن العلماء لاحظوا أنه تتشكل في هذه العملية نتيجة لغسل الرواسب كمية كبيرة من النفايات المشعة السائلة.

اقترح باحثو المعهد طريقة بديلة للإنتاج المباشر لمزيج من اليورانيوم وثاني أكسيد البلوتونيوم من محلول حمض النيتريك باستخدام إشعاع الميكروويف.

وتعتمد هذه الطريقة على الخصائص العازلة لليورانيوم القادر على امتصاص إشعاع الميكروويف بشكل مكثف وتسخينها إلى درجات حرارة عالية تصل الى 1700-1800 درجة مئوية، بما في ذلك التلبيد اللاحق والحصول على وقود نووي خزفي  على شكل أقراص.

ولا تتطلب الطريقة الجديدة إدخال كواشف إضافية وتساعد على جعل عملية تصنيع الوقود آمنة.

وفي المستقبل يخطط متخصصو المعهد لاختيار الأنماط المثلى للمراحل التكنولوجية التي يتم تنفيذها باستخدام إشعاع الميكروويف بدءا من الحصول على خليط من ثاني أكسيد اليورانيوم والبلوتونيوم وانتهاء بتصنيع أقراص الوقود.