تقنية إعادة المعالجة Reprocessing Technology

عند تفريغ الوقود المستعمل من المفاعل يتعين علينا إعادة معالجته. فهذا الوقود يحتوي على كمية لا بأس بها من المادة الانشطارية. فعلى سبيل المثال نجد ان كل كيلوجرام من الوقود المستعمل في مفاعل الماء الخفيف يحتوي على حوالي 8 جرام من U²³⁵ الذي لم يستخدم بعد رعلى حوالي 6 جرام من البلوتونيوم. يمكننا الآن استخلاص هذه المواد وإعادة استخدامها كوقود طازج جديد للمفاعل. فمثلاً نجد أن عنصر الوقود لذي يتكون من وقود اليورانيوم منخفض التركيز (LEU) سوف يحتوي على خليط من أكسيدي UO₂/PuO₂ في حبيبة الوقود (Pellets) . وتكاد جميع الطرق المستخدمة في تقنية إعادة المعالجة تتقاسم سمات مشتركة فيما بينها. ومن ثم يمكن أن تتلخص هذه السمات في الخطوات التالية:

1- الاستلام والتخرين:

حيث يتم استقبال الوقود المستخدم المشع من المفاعل وتخزينه إلى أن تتمكن مصانع إعادة المعالجة من التعامل معه (وذلك بعد انخفاض معدل الإشعاع له)

2- تجزئة الوقود وإعداده لإعادة المعالجة:

وتعتمد ذلك على نوع المفاعل وتركيب عنصر الوقود. ويتم هنا تفكيك الوقود وفصله عن أية مواد أخرى استخدمت لإعداد عناصر الوقود. كما وتجري هنا عملية تجزئة الوقود نفسه إلى قطع صغيرة. فإذا كانت المعالجة تتم في طور السيولة فإنه يتم هنا أيضاً إذابة هذه القطع الصغيرة - في حمض نيترك مثلا -وإعدادها للمعالجة.

3- الفصل Separation:

تستخدم هنا طرق كثيرة منها طريقة فصل المذيب. وتتلخص هذه الطريقة في الفصل المبدئي للمواد الانشطارية والمخصبة (البلوتونيوم واليورانيوم) عن نواتج الانشطار ثم نقوم بعد ذلك بتنقية كل من البلوتونيوم واليورانيوم -(وتستخدم هذه الطريقة في الولايات المتحدة).

4- معالجة النفايات:

تنشا عن عمليات إعادة المعالجة السابقة ذكرها تولد نفايات غازية وسائلة وصلبة. رقد تكون هذه النفايات ملوثة بالإشعاع (تحتوي على مواد مشعة) أو هي نفسها مواد مشعة. ومن ثم لا بد من إجراء عمليات ضرورية عليها لتخزينها بسلامة وضمان عدم تسرب الإشعاع منها .

5- إعادة دوران المذيب Solvent Recycling:

يستخدم المذيب العضوي مرات عديدة وذلك عن طريق إعادة دورانه حيث تعتمد ذلك معظم العمليات الأساسية للاستخلاص.

وحيث أن المفاعلات الإنتاجية تستخدم للحصول على وقود جديد بتحويل كل من: اليورانيوم - 238 إلى بلوتونيوم - 239 والثوريوم - 232 إلى يورانيوم - 233 وكل من هذين النظيرين مواد انشطارية تستخدم كوقود للمفاعلات أو كشحنات نووية متفجرة. من هنا يعتبر استخلاص هاذين النظيرين من الوقود المستخدم الهدف الأساسي لتقنيات إعادة معالجة الوقود. هذا بالإضافة إلى الهدف المعروف لاستخلاص اليورانيوم - 235 أو البلوتونيوم - 239 من الوقود لإعادة استخدامه.

وتعتمد الطرق الأساسية للاستخلاص على تقنيات الفصل الكيميائي:

1- استخلاص البلوتونيوم من اليورانيوم - 238:

تعرف هذه التقنية بتقنية PUREX.

2- استخلاص اليورانيوم - 233 من الثوريوم:

تعرف هذه التقنية بتقنية THOREX.