Un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech que trabaja en colaboración con la Universidad de Tohoku, la Universidad de la Ciudad de Tokio y la Agencia de Energía Atómica de Japón ha propuesto un enfoque novedoso para abordar el problema de la eliminación de desechos radiactivos.
El nuevo método, publicado en Informes científicos , podría reducir drásticamente la vida media efectiva un indicador de la cantidad de tiempo que lleva llevar los materiales radiactivos a niveles seguros de productos de fisión de larga duración [1] LLFP de cientos de miles de años aCien años.
Cómo deshacerse de los desechos nucleares es uno de los mayores dilemas que enfrenta el mundo hoy en día. El problema se refiere a qué hacer con los desechos radiactivos después de que el uranio y el plutonio se hayan recuperado del combustible nuclear gastado utilizando métodos de reprocesamiento como la extracción de redox de uranio con plutonio PUREX.
Aunque enterrar los desechos en el subsuelo se considera ampliamente como la opción más viable, se están explorando una serie de estrategias para reducir el arsenal de combustible agotado. Una de las más prometedoras es la estrategia de partición y transmutación P&T. Esto implica separar el combustibleen actínidos menores [2] MA y LLFP seguidos de la transmutación [3] de MA y LLFP en nucleidos de vida más corta.
Hasta ahora, la estrategia P&T se ha visto limitada por la costosa y engorrosa necesidad de separar los isótopos de LLFP antes de que puedan someterse a transmutación. Además, algunos LLFP, debido a sus pequeñas secciones transversales de captura de neutrones, no pueden capturar suficientes neutrones para lograr una eficaciatransmutación a ocurrir.
El nuevo estudio dirigido por Satoshi Chiba en Tokyo Tech muestra que la transmutación efectiva de LLFP se puede lograr en reactores de espectro rápido sin la necesidad de separación de isótopos. Al agregar un moderador o material de desaceleración llamado deuteruro de itrio YD2,el equipo descubrió que la eficiencia de transmutación de LLFP aumentó en las regiones de protección y manta radial del reactor. Los investigadores dicen que esto se debe a la capacidad del moderador "para suavizar el espectro de neutrones que se escapa del núcleo".
Chiba y sus colegas se centraron en seis LLFP: selenio-79, circonio-93, tecnecio-99, paladio-107, yodo-129 y cesio-135. Los cálculos mostraron que la vida media efectiva de estos LLFP podría serreducido drásticamente para que la radiotoxicidad total en el dominio del tiempo de enfriamiento prolongado se reduzca eficientemente.
En experimentos de este tipo, la relación de soporte es decir, la relación entre la tasa de transmutación y la tasa de producción es un indicador importante de la eficiencia de la transmutación. El equipo demostró que se lograron relaciones de soporte de más de 1.0 para los seis LLFP probados, lo que representa una gran mejora en los hallazgos anteriores
Utilizando su método, los investigadores dicen que las 17,000 toneladas de LLFP que ahora están almacenadas en Japón podrían eliminarse utilizando diez reactores de espectro rápido. Su método también tiene la ventaja de contribuir a la generación de electricidad y apoyar los esfuerzos hacia la no proliferación nuclear.
Términos técnicos
[1] Productos de fisión de larga duración LLFP: materiales radiactivos con vidas medias largas producidas por fisión nuclear. Este estudio se refiere a los LLFP selenio-79, circonio-93, tecnecio-99, paladio-107, yodo-129y cesio-135.
[2] Actínidos menores MA: Elementos sintetizados en combustible nuclear que no sean uranio y plutonio, como neptunio, americio y curio.
[3] Transmutación: un cambio inducido por la captura de neutrones que da como resultado la conversión de LLFP en nucleidos de corta duración o no radiactivos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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