USA zamieniają stare głowice atomowe na paliwo dla reaktorów jądrowych
Broń jądrowa to jedno z najpotężniejszych i najbardziej przerażających narzędzi w arsenale ludzkości. Jednak w dobie poszukiwania czystszych i bezpieczniejszych źródeł energii, głowice nuklearne zyskują nowe, zaskakujące zastosowanie. Amerykański rząd, zamiast magazynować i utrzymywać stary arsenał jądrowy, postanowił przekształcić swoje bomby atomowe w paliwo dla przyszłych reaktorów jądrowych.
Jeszcze w zeszłym roku Stany Zjednoczone sprowadzały większość wzbogaconego uranu z Rosji. Inwazja Rosji na Ukrainę spowodowała uchwalenie nowego amerykańskiego prawa, które zakończyło ten handel. Teraz amerykańscy naukowcy i firmy prześcigają się w pomysłach, aby produkować wzbogacony uran w USA.
Radioaktywna metamorfoza
W Oak Ridge, Tennessee, miejscu, które w czasach Projektu Manhattan było kuźnią pierwszej bomby atomowej, dokonuje się niezwykła metamorfoza. Stare, zdezaktywowane głowice nuklearne, pozostałość po zimnej wojnie, zamiast spoczywać w magazynach, zyskują drugie życie. Naukowcy przekształcają je w niezwykle wydajne paliwo nuklearne, które ma zasilić nową generację reaktorów atomowych.
Sekret tkwi w procesie, który polega na przekształcaniu wysoko wzbogaconego uranu, pierwiastka stanowiącego serce bomb atomowych, w tak zwany HALEU (High Assay Low Enriched Uranium). To specjalny rodzaj paliwa nuklearnego, o znacznie większej gęstości energii niż tradycyjne. Dzięki temu nowe reaktory będą mniejsze, bardziej wydajne i bezpieczniejsze.
W specjalnym piecu, w temperaturze 1390 stopnic Celsjusza topi się i miesza uran nadający się do produkcji broni z uranem nisko wzbogaconym.
Paliwo to ma zasilać nową generację amerykańskich reaktorów jądrowych. To małe, modułowe elektrownie, które są łatwiejsze i tańsze w budowie. Wymagają znacznie mniej konserwacji i przestrzeni fizycznej niż starzejące się duże elektrownie jądrowe. Reaktory napędzane paliwem HALEU mogą działać dłużej niż konwencjonalne reaktory.
Więcej o przyszłości energii jądrowej przeczytasz na Spider's Web:
Czym jest wzbogacony uran?
Wzbogacony uran to podstawowe paliwo reaktorów jądrowych oraz serce broni jądrowej.
Wzbogacony uran to uran, który zawiera znacznie większą ilość izotopu uranu-235 niż uran występujący naturalnie. Naturalny uran składa się głównie z izotopu uranu-238 (238U), a uran-235 stanowi tylko około 0,72 proc. jego masy. Nisko wzbogacony uran dla reaktorów konwencjonalnych jest wzbogacany do 5 proc., natomiast HALEU to uran wzbogacony od 5 do 20 proc.
Wysoko wzbogacony uran to taki, który zawiera ponad 20 proc. Do napędu reaktorów w okrętach wojennych wykorzystuje się uran wzbogacony do 50 proc. Dla broni jądrowej wzbogacenie wynosi zwykle powyżej 90 proc. Na świecie znajduje się około 2000 t wysoko wzbogaconego uranu.
Przerobienie starych głowic atomowych nie rozwiąże jednak problemu z paliwem dla reaktorów. Amerykański Departament Energii szacuje, że do 2030 r. przemysł jądrowy w USA będzie potrzebował 40 t HALEU. Tymczasem przerabianie arsenału nuklearnego da około 10 t paliwa.
Mimo to działania USA w Oak Ridge to przykład na to, jak technologia, która kiedyś służyła destrukcji, może zostać przekształcona w źródło zrównoważonej i czystej energii. Przekształcanie broni jądrowej w paliwo dla reaktorów to krok w stronę przyszłości, w której energia jądrowa nie jest już zagrożeniem, ale kluczowym elementem walki z kryzysem klimatycznym.
