Hoje em dia, existe no mundo todo um leque de projetos de aperfeiçoamento de reatores de nêutrons térmicos, que preveem um ciclo de combustível fechado com reuso de materiais físseis separados do combustível nuclear usado. Mas os especialistas acreditam que todos os esquemas de re-enriquecimento de urânio reprocessado possuem desvantagens.
O problema é que o enriquecimento de urânio reprocessado em condições de reciclagem repetida produz, além do urânio empobrecido, outros resíduos: parte do material reprocessado não abrangido pelo re-enriquecimento ou urânio contaminado com isótopos pares artificiais. Estes materiais representam dificuldades para as empresas de enriquecimento de urânio.
"Ao testar modelos de computador do processo, usando programas de cálculo e otimização de cascatas de centrífugas elaborados na MEPhI, sugerimos uma nova modificação baseada no esquema de enriquecimento de três cascatas", comenta Andrei Smirnov, docente da MEPhI.
Os cientistas explicam que a presença no material reprocessado de isótopos artificiais 232,236U e o teor excessivo do isótopo 234U dificulta o re-enriquecimento. E a cada fase de reciclagem o teor destes isótopos "nocivos" aumenta.
"O nosso esquema permite obter um produto que não ultrapassa as restrições relativas a todos os isótopos pares de urânio, mesmo que o teor deles tenha sido excessivo no material inicial. Além disso, em regime de funcionamento estacionário, nosso esquema não prevê resíduos, além do urânio empobrecido, que é um resíduo natural e inevitável", afirma Andrei Smirnov.
Os cientistas asseguram que este sistema visa minimizar o teor de resíduos indesejáveis durante o re-enriquecimento de urânio reprocessado.
No momento, os cientistas continuam a pesquisa para aperfeiçoar os parâmetros do método através de modificações adicionais que visam reduzir as plantas de enriquecimento necessárias para o reprocessamento e reduzir também as perdas do valioso isótopo 235U.
Os resultados da pesquisa foram publicadas na revista especializada AIP Conference Proceedings.