减少乏燃料

一群作为学生的科学家正在开发核燃料循环，以回收和处理北美不断增加的高放射性物质库存。

该小组由来自十大大学的科学家和学生组成芝加哥大学以及美国能源部的阿贡国家实验室-将在先进核燃料循环中心(CANF)进行研究，这是阿贡的一个新项目。阿贡和威斯康星大学麦迪逊分校将领导中心。

目前反应堆使用的核燃料有巨大的可用能量。由于燃料是用来发电的，只有一小部分可用能量被消耗，在固体燃料中产生少量高放射性废物。

目前，大多数乏燃料被暂时储存在全国各地商业反应堆的安全、特别设计的水池中，或者储存在地面混凝土拱顶中的防泄漏钢桶中。当空间被填满后，这些燃料可能会被安置在犹他州的一个商业临时储存设施，或者可能被安置在拟议中的尤卡山高水平废物储存库。

威斯康星大学麦迪逊分校的工程物理学教授、该中心的联合主任Michael Corradini说，但是这些储存方案只是处理核燃料循环后端问题的短期方法。他说:“我们希望开发一种‘可持续的’燃料循环，也就是说，一种高效、经济的方式来再利用现有的乏燃料，并将其副产品最小化。”“随着铀需求的增加，先进的核燃料循环可以作为一种可用能源进行回收。”

包括日本和法国在内的一些国家目前使用一种被称为PUREX(通过萃取回收钚和铀)的方法对废弃核燃料进行再处理。CANF团队将寻求改进这些分离和回收过程。科拉迪尼说:“主要的区别在于，我们正在寻找方法，成功地提取特定的放射性物质，以供单独使用和单独处理。”

研究人员将用多种方法来解决这个问题。其中一项计划将使用复杂的计算机模型进行全面的模拟，以预测关键的物理过程。该小组将与美国能源部科学办公室合作，将这些工具应用于核燃料循环。此外，科学家将开发灵活的燃料形式、独特的材料和先进的化学分离工艺，使他们能够建立一个燃料供应系统，最大限度地减少浪费和扩散的风险。

阿贡实验室副副主任、该中心联席主任菲利普·芬克(Phillip Finck)说，降低核扩散风险只是先进核燃料循环的好处之一。他说:“它们可以显著缩短所需的隔离时间，并减少存储库中高水平废物的数量。”“最终，这将降低尤卡山废物处置库的成本，并可能排除对额外废物处置库的需求。”