Ядерные отходы и путь вперед

В Предыдущая статьяЯ обсудил некоторые разработки, направленные на то, чтобы сделать ядерную энергетику более безопасной, так что крупная авария, подобная Чернобыльской и Фукусимской, просто больше невозможна.

Но другой важный вопрос, который обычно поднимают противники ядерной энергетики, заключается в том, что делать с радиоактивными отходами, образующимися при производстве ядерной энергии.

Я задал этот вопрос д-ру Кэтрин Хафф, помощнику госсекретаря Управления ядерной энергии Министерства энергетики (DOE).

Решение проблемы ядерных отходов

Хорошей новостью является то, что количество образующихся отходов, как правило, невелико. На самом деле атомные станции просто хранят отходы на месте, но это не является долгосрочным решением проблемы.

Хранение ядерных отходов всегда является острой политической темой. Многие сообщества не хотят, чтобы отходы хранились поблизости, а некоторые даже возражают против того, чтобы отходы перевозились через их города. Это затруднило такие проекты, как предлагаемый объект по захоронению ядерных отходов Юкка-Маунтин в Неваде, который рассматривался как потенциальное хранилище с 1970-х годов.

Доктор Хафф объяснил, что ядерные отходы в настоящее время хранятся на атомных станциях, но Министерство энергетики возобновляет инициативу по поиску хранилища. Такие постоянные складские помещения - это подход, который предпочитают некоторые другие страны.

Фактически, Финляндия в настоящее время разрабатывает первое в мире постоянное хранилище для высокоактивных ядерных отходов на острове у западного побережья Финляндии. Отходы будут захоронены примерно в 100 туннелях на глубине около 1,400 футов под землей. Предполагается, что на объекте будут храниться все ядерные отходы Финляндии примерно до 2100 года, а также отработавшие топливные стержни в течение 100,000 XNUMX лет. Конструкция основана на множестве барьеров, предназначенных для предотвращения попадания воды в отходы и попадания их в систему водоснабжения. Ожидается, что он начнет действовать в следующем году.

Другой подход заключается в переработке ядерных отходов для извлечения делящихся и воспроизводящих материалов для производства дополнительной энергии на атомных электростанциях. Переработка ядерных отходов позволяет извлекать плутоний, который затем смешивают с обедненным оксидом урана для получения свежего топлива.

Этот процесс уменьшает объем высокоактивных отходов (ВАО) примерно на 85%, при этом извлекая до 30% больше энергии из урана. Это также уменьшает количество урана, который необходимо добывать.

Политика утилизации действует во Франции, некоторых других европейских странах, а также в России, Китае и Японии.

Доктор Хафф объяснил, что эта политика работает во Франции, потому что одна и та же организация отвечает за все части ядерного процесса — от реактора до отходов и хранилища. В США это не так, и это усложняет усилия по решению этой проблемы. Таким образом, это более долгосрочный вариант для США.

Наращивание ядерной энергетики

Наконец, я спросил доктора Хаффа, что США делают, чтобы запустить ядерную энергетику в США и распространить американские технологии на остальной мир.

Она сказала, что политическая поддержка ядерной энергетики улучшается. Двухпартийный закон об инфраструктуре выделил 6 миллиардов долларов на текущие реакторы и еще 2.5 миллиарда долларов на новые конструкции реакторов. Существуют инициативы по атомному водороду и льготы по налогу на производство чистой энергии, включая ядерную. Цель — удвоение к 2050 году ядерной энергетики США.

Международное энергетическое агентство (МЭА) также считает, что к 2050 году миру потребуется удвоить производство атомной энергии, поскольку она обезуглероживается. Итак, что же делают США, чтобы помочь этим усилиям?

В DOE есть отдел международного сотрудничества в ядерной области – Управление по международным делам. Восточная Европа проявляет большой интерес к ядерным разработкам США из соображений энергетической безопасности. Доктор Хафф отметил, что мы построили американские реакторы в Китае, но они хотят коммерциализировать свои собственные технологии (на которые явно повлияли американские разработки).

В заключение д-р Хафф отметил, что не все варианты подходят для замены выводимых из эксплуатации угольных электростанций. Модели энергетического планирования показывают потребность в посекундном энергетическом балансе в сети. Повседневное представление может заставить вас поверить, что вам нужно меньше места для хранения, чем вам нужно на самом деле, но для краткосрочной балансировки требуется быстродействующая мощность.

Атомные станции физически такого же размера и имеют такую ​​же мощность и надежность, что и угольные электростанции. Сетка настроена для этих выходов. Рабочая сила также совместима. Подобные специалисты работают на угольных электростанциях, которые нужны на атомных электростанциях.