Qu'est-ce que nucléaire
Vous savez probablement déjà que les réacteurs nucléaires font les déchets nucléaires. Mais qu'est-ce que c'est? Est-il sage de produire de l'énergie si ces déchets sont produits? Cette page répond à ces questions, y compris la façon dont les déchets nucléaires est produit, quelle est sa nature, quelles sont les options de stockage / traitement de sécurité sont, et comment il se compare aux déchets générés par d'autres sources d'énergie.
Qu'est-ce que les déchets nucléaires?
Les déchets nucléaires est la matière que le combustible nucléaire devient après son utilisation dans un réacteur. De l'extérieur, il ressemble exactement le carburant qui a été chargé dans le réacteur - ensembles de tiges métalliques renfermant des pastilles de combustible. Mais étant donné que les réactions nucléaires se sont produits, le contenu ne sont pas tout à fait la même chose.
L'énergie nucléaire est libérée lorsqu'un atome de combustible nucléaire se mette en deux. L'élément clé des déchets nucléaires est les atomes restants plus petits, appelés produits de fission.
Figure 1. Le processus de fission d'un atome unique. La grande majorité de l'énergie est libérée instantanément, mais le reste sort des produits de fission au fil des ans. Cette énergie libérée lentement est ce qui rend les déchets nucléaires un danger.
Vous ne savez jamais où deux produits de fission, vous allez obtenir une fission donnée, mais vous obtenez toujours la même composition moyenne que des milliards et des milliards d'atomes scission. Vous obtenez fondamentalement une grande variété de choses, illustré ci-dessous.
Figure 2. Les produits de fission comprennent des isotopes radioactifs des éléments présentés ici. On peut voir qu'ils couvrent une grande variété d'éléments, y compris les métaux alcalins, les métaux de transition, les halogènes, et même des gaz nobles. La chimie complexe associée à cette diversité est un défi majeur dans la gestion des déchets nucléaires. (La couleur est proportionnelle au logarithme du rendement instantané).
Les déchets, parfois appelé le combustible irradié, est dangereusement radioactif. et reste ainsi pour des milliers d'années. Quand il vient d'abord du réacteur, il est si toxique que si vous étiez près de lui alors qu'il était non blindé, vous recevriez une dose radioactive mortelle en quelques secondes et mourraient de rayonnement aiguë maladie [wikipedia] dans quelques jours . Par conséquent tous les soucis à ce sujet.
Que faisons-nous actuellement avec nos déchets nucléaires?
Quelle quantité de déchets nucléaires ne l'énergie nucléaire à créer?
Si tout l'utilisation de l'électricité des Etats-Unis a été répartie uniformément entre sa population, et tout cela provenait de l'énergie nucléaire, alors la quantité de déchets nucléaires chaque personne générerait par an serait de 39,5 grammes. C'est le poids de 7 U. S. quarts des déchets par an! Une description détaillée de ce résultat peut être trouvé ici. Si nous avons tous notre électricité à partir du charbon et du gaz naturel, attendez-vous à avoir plus de 10.000 kg de CO2 / an attribués à chaque personne, sans parler d'autres émissions toxiques directement à la biosphère (à partir des données d'émissions EIA).
Composition des déchets nucléaires
Figure 3. Un diagramme de l'activité de tous les nucléides radioactifs en fonction du temps jusqu'à 1 million d'années de 1 tonnes de déchets nucléaires, brûlé à 45 MWj / kg. Cliquez pour agrandir. Les données ont été calculées sur la version la plus récente d'Origène-S de Oak Ridge par whatisnuclear.com.
Tableau 1. Composition des métaux lourds de 4,2% enrichi comme combustible nucléaire avant et après l'exécution pendant environ 3 ans (40 000 MWD / MT). Les actinides mineurs comprennent neptunium, américium et curium. Ce tableau ne comprend pas les matériaux de structure tels que le zirconium et l'acier inoxydable.
Que faire des déchets nucléaires
Recyclage des déchets nucléaires
Comme mentionné précédemment, les déchets nucléaires sont plus de 90% d'uranium. Ainsi, le combustible usé (déchets) contient encore 90% de carburant utilisable! Il peut être chimiquement traités et placés dans des réacteurs rapides avancés (qui n'ont pas encore été déployées sur une grande échelle) pour fermer le cycle du combustible. Un cycle fermé, les déchets nucléaires beaucoup moins et beaucoup plus d'énergie extraite du minerai brut.
La France et le Japon actuellement recyclent du combustible usé, bien qu'ils ne recyclent une fois avant l'élimination. Les États-Unis ont un programme de recyclage qui a été arrêté parce qu'il a créé Plutonium, qui est sans doute le matériau le plus facile avec lequel pour fabriquer une arme nucléaire. Du plutonium a été détourné dans le processus de recyclage, une entité non nucléaire pourrait être une étape proche de construire une bombe. Toutefois, en vertu des programmes tels que le (maintenant au point mort) GNEP [wikipedia]. le recyclage des déchets sans prolifération peut exister.
Voir aussi Voir notre page principale de recyclage pour une analyse plus approfondie du recyclage.
Les plus longues nucléides de vie dans les déchets nucléaires sont ceux qui peuvent être utilisés comme combustible: le plutonium et les actinides mineurs. Si ces matériaux sont brûlés dans le carburant par le recyclage, les déchets nucléaires ne resterait plus radioactif pendant quelques centaines d'années, par opposition à quelques centaines de milliers. Cela réduit considérablement les préoccupations avec le stockage à long terme.
Aide de carburant Thorium
Nous pourrions passer d'uranium / combustible à base de plutonium Thorium / combustible à base d'uranium. Cela permettrait au recyclage et à l'élevage sans créer de actinides de plutonium ou mineurs que ce soit. Les produits de fission sont encore créés, bien sûr, et certains d'entre eux sont tout à fait à long terme, mais en réduisant les actinides mineurs est un avantage de Thorium. Une page de thorium complet est disponible ici.
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