Lasersko obogaćivanje uranijuma: Cameco zakupljuje celokupnu proizvodnju budućeg postrojenja PLEF u SAD

Kanadska korporacija Cameco potpisala je ekskluzivni ugovor o preuzimanju (offtake agreement) celokupne buduće proizvodnje iz novog postrojenja za lasersko obogaćivanje uranijuma PLEF (Paducah Laser Enrichment Facility) u saveznoj državi Kentaki. A to znači i da tehnologija SILEX, koja koristi laserske zrake za izotopsko razdvajanje uranijuma, ulazi u završnu fazu komercijalizacije 

Postrojenjem, inače, upravlja kompanija Global Laser Enrichment (GLE) – zajednički poduhvat australijske firme Silex Systems (51%) i samog Cameco-a (49%). Pored finansijskog utemeljenja projekta, ovaj ugovor predstavlja i najvažniji praktični korak ka komercijalnoj primeni tehnologije treće generacije obogaćivanja uranijuma, koja bi mogla značajno da promeni efikasnost nuklearnog gorivnog ciklusa.

Kako funkcioniše SILEX tehnologija?

Uranijum se u prirodi sastoji od 99,3% izotopa U-238 i svega 0,7% fisionog izotopa U-235. Tradicionalne metode obogaćivanja oslanjale su se na energetski izuzetno zahtevnu plinsku difuziju (prva generacija) ili masivne kaskade gasnih centrifuga (druga generacija) koje fizički razdvajaju izotope na osnovu minimalne razlike u masi.

Lasersko obogaćivanje (treća generacija) predstavlja prelazak sa mehaničkog razdvajanja:

• Tehnologija SILEX (Separation of Isotopes by Laser Excitation) koristi laserske zrake podešene na tačno određenu talasnu dužinu u infracrvenom spektru.
• Zbog suptilnih razlika u molekularnoj strukturi gasa uranijum-heksafluorida laserska svetlost selektivno pobuđuje i jonizuje samo molekule koji u sebi nose fisioni izotop U-235, dok molekuli sa U-238 ostaju pasivni.
• Ovakva selektivnost omogućava drastično viši koeficijent razdvajanja po pojedinačnom prolazu. A to onda znači da postrojenje iziskuje znatno manji fizički otisak, kraće kaskade i daleko manju potrošnju električne energije u poređenju sa tradicionalnim centrifugama.

Ekološko “rudarstvo”: ekstrakcija iz otpada

Jedan od najzanimljivijih aspekata projekta u Paduki jeste izvor sirovine. Postrojenje PLEF neće prerađivati sveže iskopani uranijum, već osiromašeni uranijumski ostatak (ili “rep” – tails) koji je preostao iz rada nekadašnjeg starog difuzionog postrojenja koje se nalazilo na istoj lokaciji.

U više od 200.000 tona osiromašenog ostatka koji je decenijama stajao kao nuklearni otpad, i dalje se nalazi niska koncentracija U-235 – ali sveukupno izuzetno velika količina uranijuma 235. Zahvaljujući visokoj preciznosti i ekonomičnosti SILEX lasera, GLE planira da iz ovog otpada „izvuče” oko 70.000 tona novog, svežeg prirodnog uranijuma, bez potrebe za otvaranjem ijednog novog rudnika.

Pored konvencionalno obogaćenog uranijuma za postojeću flotu lakovodnih reaktora (LEU), fleksibilnost laserskog sistema omogućiće proizvodnju i naprednih goriva poput tzv LEU+ (do 10% obogaćenja) i HALEU (između 5% i 20%), koji su neophodni za rad većine reaktora IV generacije i SMR-ova.

Status licenciranja i naredni koraci

Projekat je prošle godine uspešno dostigao demonstracioni nivo tehnološke spremnosti u probnom postrojenju u Severnoj Karolini, a licencni zahtev je predat američkoj Nuklearnoj regulatornoj komisiji (NRC). U kompaniji GLE očekuju da će kompletnu dozvolu imati u rukama početkom 2027. godine, nakon čega sledi konačna investiciona odluka (FID).

Komentar

Značaj ove vesti daleko nadilazi još jedan u nizu komercijalnih ugovora o isporuci goriva. Komercijalizacija tehnologije SILEX označava potencijalni ulazak nuklearnog gorivnog ciklusa u jednu potpuno novu eru.

Zapadni svet se trenutno bori sa ozbiljnim deficitom sopstvenih kapaciteta za obogaćivanje uranijuma i visokom zavisnošću od ruskih postrojenja za centrifugu. A lasersko obogaćivanje potencijalno nudi mogućnost da se kapaciteti izgrade brže i na manjem prostoru nego što je to slučaj sa velikim halama centrifuga.

Dodatno, podatak da će se prva faza rada fokusirati na „reciklažu” osiromašenog repa u Paduki predstavlja i primer cirkularne ekonomije u nuklearnom sektoru. Mogućnost da se decenijski otpad laserskom preciznošću pretvori u gorivo za nove reaktore pokazuje koliko napredak u osnovnim tehnološkim procesima može predefinisati pojmove resursa i ekološke održivosti u energetici.

Problemi

Ipak – postoje i neki problemi: ova tehnologija, upravo zbog toga što je energetksi i prostorno efikasna, omogućava potencijalnu proliferaciju nuklearnog naoružanja. Naime, za proizvodnju nuklearnog naoruđanja potrebno je obogatiti uranijum do izuzetno visokog nivoa – a nova tehnologija bi to omogućila po znatno nižoj ceni ali i ponudila osetno veću tajnovitost procesa. Zbog toga pretpostavljamo da će ova tehnologija u budućnosti biti veoma dobro čuvana tajna. 

Izvor: World Nuclear News 

S.A.