Hoa Kỳ chấp thuận khái niệm thiết kế cơ sở mới để biến chất thải hạt nhân thành nhiên liệu lò phản ứng
Nhà máy điện Aurora là lò phản ứng nhanh làm mát bằng kim loại lỏng được thiết kế để vận hành cả nhiên liệu hạt nhân HALEU mới và đã qua sử dụng.
Cập nhật: 16 tháng 10 năm 2024 06:14 AM EST
Các bộ điều chỉnh HALEU được làm từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng EBR-II tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho.
Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho
Bộ Năng lượng (DOE) tại Hoa Kỳ đã chấp thuận thiết kế khái niệm cho Cơ sở chế tạo nhiên liệu Aurora của Oklo.
Cơ sở có thiết kế khái niệm đã được chấp thuận sẽ được đặt tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho (INL).
Nó sẽ giúp biến vật liệu đã qua sử dụng thu hồi từ Lò phản ứng sinh sản thử nghiệm-II (lò phản ứng EBR-II) trước đây của DOE thành nhiên liệu có thể sử dụng cho nhà máy điện hạt nhân tiên tiến của mình. EBR-II đã ngừng hoạt động vào cuối năm 1994 sau 30 năm hoạt động thành công.
Báo cáo thiết kế an toàn khái niệm lần đầu tiên được đệ trình vào đầu năm nay cho Văn phòng Hoạt động Idaho của DOE, đơn vị chịu trách nhiệm về cơ quan quản lý và an toàn hạt nhân cho dự án.
Việc phê duyệt khái niệm thiết kế là một bước quan trọng trong việc chứng minh các công nghệ tái chế nhiên liệu tiên tiến, theo thông cáo báo chí của DOE.
Thu hồi nhiên liệu EBR-II
Nhà máy điện Aurora là lò phản ứng nhanh làm mát bằng kim loại lỏng được thiết kế để hoạt động trên cả nhiên liệu hạt nhân giàu thấp có độ phân tích cao (HALEU) mới và nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.
DOE đang nỗ lực tái chế nhiên liệu đã qua sử dụng của EBR-II như một phần của nỗ lực lớn hơn nhằm tạo ra HALEU.
HALEU được làm giàu từ 5 đến 19,75 phần trăm với uranium-235—đồng vị phân hạch chính tạo ra năng lượng trong phản ứng dây chuyền.
Kế hoạch là thu hồi khoảng 10 tấn HALEU từ nhiên liệu EBR-II vào tháng 12 năm 2028 bằng quy trình điện hóa đã được hoàn thiện trong nhiều năm tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho (INL).
Oklo đã được cấp quyền tiếp cận năm tấn HALEU theo một phần của thỏa thuận hợp tác với INL.
"Chúng tôi tự hào về sự hợp tác của mình với INL và DOE khi chúng tôi tiến gần hơn đến việc đưa nhà máy thương mại đầu tiên sử dụng nhiên liệu hạt nhân thu hồi này vào hoạt động chỉ trong vài năm nữa", Jacob DeWitte, đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành của Oklo cho biết.
Oklo sẽ tiếp tục hợp tác với INL để hoàn thiện thiết kế cơ sở và xin phê duyệt của DOE trước khi bắt đầu xây dựng.
Tháng trước, Oklo đã hoàn tất các thỏa thuận với DOE để bắt đầu xác định đặc điểm địa điểm ưa thích của họ cho lò phản ứng nhà máy điện Aurora nhằm hỗ trợ cho đơn xin cấp phép kết hợp của họ lên Ủy ban quản lý hạt nhân Hoa Kỳ.
Theo thông cáo báo chí, DOE sẽ giữ quyền sở hữu HALEU trong và sau khi sử dụng.
HALEU được khai thác như thế nào?
EBR-II hoạt động từ năm 1964 đến năm 1994 và sử dụng nhiên liệu hợp kim kim loại chứa urani làm giàu cao (urani làm giàu hơn 20 phần trăm U-235).
Để thu hồi urani làm giàu cao này, nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng được chuẩn bị và đặt vào bồn hóa chất muối nóng chảy ở nhiệt độ cao.
Sau đó, dòng điện được sử dụng để tách kim loại urani làm giàu cao khỏi các sản phẩm phân hạch.
Urani thu hồi được làm sạch và trộn với urani làm giàu thấp hơn để tạo ra HALEU.
Sau đó, urani được chế tạo thành một thỏi tròn lớn trước khi được tạo thành các hình dạng nhỏ hơn, liều lượng thấp trong lò nung nhiệt độ cao.
Các thỏi nhỏ hơn sau đó có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu cho các lò phản ứng tiên tiến, như lò phản ứng siêu nhỏ Aurora, sẽ được trình diễn lần đầu tiên tại phòng thí nghiệm sớm nhất là vào năm 2026.
Nhu cầu về nhiên liệu lò phản ứng ngày càng tăng khi các quốc gia trên toàn thế giới tìm cách chuyển sang năng lượng hạt nhân.
Biến vũ khí hạt nhân thành nhiên liệu lò phản ứng
Theo một báo cáo trước đó, Hoa Kỳ hiện đang biến các đầu đạn hạt nhân chưa phát nổ của mình thành nhiên liệu có thể sử dụng trong các nhà máy điện mô-đun. Báo cáo nêu rõ rằng các đầu đạn hạt nhân đang được biến thành HALEU tại một cơ sở của chính phủ ở Oak Ridge, Tennessee.
