Μπορεί το αναλωμένο καύσιμο να ξαναχρησιμοποιηθεί;

Τι υπάρχει μέσα σε μια αναλωμένη δέσμη

Όταν μια δέσμη καυσίμου βγαίνει από τον αντιδραστήρα, έχει σταματήσει να είναι χρήσιμη όχι επειδή εξαντλήθηκε το σχάσιμο υλικό, αλλά επειδή έχουν συσσωρευτεί προϊόντα σχάσης που απορροφούν νετρόνια και δηλητηριάζουν την αλυσιδωτή αντίδραση, και επειδή τα υλικά έχουν υποστεί ζημιά από την ακτινοβολία.

Στη μάζα που βγαίνει, το μεγαλύτερο μέρος παραμένει ουράνιο. Ένα μικρό κλάσμα είναι πλουτώνιο που σχηματίστηκε μέσα στον αντιδραστήρα όταν πυρήνες ουρανίου απορρόφησαν νετρόνια χωρίς να σχαστούν. Ένα άλλο μικρό κλάσμα είναι τα προϊόντα σχάσης, δηλαδή τα θραύσματα των πυρήνων που έσπασαν. Και ένα ακόμη μικρότερο είναι τα υπόλοιπα βαρέα στοιχεία, τα ακτινίδια.

Αυτή η σύσταση εξηγεί γιατί η λέξη «απόβλητο» είναι ανακριβής για το σύνολο. Δύο από τα τέσσερα συστατικά είναι δυνητικό καύσιμο. Εξηγεί όμως και γιατί η λέξη «ανακύκλωση» είναι εξίσου ανακριβής: τα προϊόντα σχάσης και τα ακτινίδια δεν ανακυκλώνονται πουθενά, και αυτά ακριβώς είναι το δύσκολο κομμάτι.

Τι κάνει η επανεπεξεργασία

Η διαδικασία είναι στην ουσία της χημικός διαχωρισμός. Το καύσιμο διαλύεται και τα συστατικά χωρίζονται σε ρεύματα: ουράνιο από τη μία, πλουτώνιο από την άλλη, και το υπόλοιπο, που είναι τα προϊόντα σχάσης και τα δευτερεύοντα ακτινίδια, ως κατάλοιπο υψηλής ενεργότητας.

Το ουράνιο που ανακτάται μπορεί να ξαναπεράσει από εμπλουτισμό και να ξαναγίνει καύσιμο, αν και έχει ιδιαιτερότητες που το κάνουν πιο δύσχρηστο από το φρέσκο. Το πλουτώνιο μπορεί να αναμειχθεί με ουράνιο και να δώσει μεικτό καύσιμο, που χρησιμοποιείται σε αντιδραστήρες αδειοδοτημένους γι' αυτό.

Το κατάλοιπο που απομένει ενσωματώνεται σε γυαλί, μια διαδικασία που το κλειδώνει σε στερεή μορφή εξαιρετικά ανθεκτική στη διάλυση, και συσκευάζεται σε μεταλλικά δοχεία. Αυτό είναι που πηγαίνει τελικά σε γεωλογική διάθεση.

Το καθαρό αποτέλεσμα: ο όγκος του υλικού που χρειάζεται τελική διάθεση μειώνεται, η μορφή του γίνεται πιο σταθερή και προβλέψιμη, και ανακτάται υλικό που μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί. Αυτό που δεν συμβαίνει είναι να εξαφανιστεί η ανάγκη για αποθετήριο.

Γιατί δεν το κάνουν όλοι

Ο πρώτος λόγος είναι οικονομικός. Μια εγκατάσταση επανεπεξεργασίας είναι από τις πιο σύνθετες και ακριβές του κύκλου: χειρίζεται εξαιρετικά ενεργό υλικό εξ αποστάσεως, απαιτεί τεράστια θωράκιση, και έχει δικά της ρεύματα καταλοίπων να διαχειριστεί. Με τις τιμές που έχει το φρέσκο ουράνιο, το ανακτημένο υλικό βγαίνει ακριβότερο. Η οικονομική λογική θα άλλαζε αν το ουράνιο γινόταν πολύ ακριβότερο ή σπάνιο, κάτι που δεν ισχύει σήμερα.

Ο δεύτερος λόγος είναι οι διασφαλίσεις. Ο διαχωρισμός του πλουτωνίου παράγει υλικό που, χωριστά, απαιτεί αυστηρότατη λογιστική παρακολούθηση και φυσική προστασία. Ορισμένες χώρες έχουν επιλέξει συνειδητά να μην το κάνουν, με το σκεπτικό ότι το καύσιμο είναι ασφαλέστερο όσο τα συστατικά του παραμένουν ανακατεμένα και εξαιρετικά δύσκολα προσεγγίσιμα λόγω της ίδιας του της ακτινοβολίας.

Ο τρίτος λόγος είναι ότι δεν λύνει το πρόβλημα που υποτίθεται ότι λύνει. Αν μια χώρα χρειάζεται γεωλογικό αποθετήριο ούτως ή άλλως, η επανεπεξεργασία μειώνει το μέγεθός του αλλά δεν καταργεί την ανάγκη ούτε τη θεσμική διαδρομή προς αυτό.

Αυτός είναι και ο λόγος που η επιλογή διαφέρει από χώρα σε χώρα χωρίς να έχει κάποια από τις δύο πλευρές προφανώς άδικο. Είναι στάθμιση ανάμεσα σε κόστος, ασφάλεια, ενεργειακή πολιτική και εθνικό πλαίσιο, όχι τεχνικό ερώτημα με μία σωστή απάντηση.

Τι υπόσχονται οι ταχείς αντιδραστήρες

Υπάρχει μια πιο φιλόδοξη εκδοχή του επιχειρήματος. Αντιδραστήρες που δουλεύουν με γρήγορα νετρόνια, χωρίς επιβραδυντή, μπορούν να σχάσουν ισότοπα που στους σημερινούς αντιδραστήρες απλώς συσσωρεύονται, και θεωρητικά να αξιοποιήσουν πολύ μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του αρχικού ουρανίου.

Αν αυτό λειτουργούσε σε βιομηχανική κλίμακα με κλειστό κύκλο, δύο πράγματα θα άλλαζαν: τα διαθέσιμα αποθέματα ουρανίου θα κρατούσαν πολλαπλάσιο χρόνο, και το κλάσμα των καταλοίπων που παραμένει ενεργό για πολύ μεγάλες περιόδους θα μειωνόταν, επειδή μέρος του θα είχε σχαστεί αντί να ταφεί.

Η ιδέα δεν είναι καινούργια. Ταχείς αντιδραστήρες έχουν κατασκευαστεί και λειτουργήσει, αλλά ο συνδυασμός των τεχνικών δυσκολιών, του κόστους και της άφθονης προσφοράς ουρανίου έχει κρατήσει τον κλάδο μακριά από τη γενικευμένη εφαρμογή. Είναι ρεαλιστική κατεύθυνση έρευνας, όχι διαθέσιμη επιλογή, και οποιαδήποτε παρουσίασή της ως λύσης που «υπάρχει ήδη» παραλείπει την απόσταση ανάμεσα σε πρωτότυπο και στόλο.