Pyrochemie zum kosteneffektiven Umgang mit Atommüll

Eine der größten Herausforderungen bei der weitverbreiteten Nutzung von Kernenergie ist die Entwicklung umsetzbarer Methoden und Systeme, die langlebigen Atommüll zu verringern oder umzuwandeln vermögen. Dabei repräsentieren die Minor-Aktinide Radioaktivitätsniveaus, die durch Partitions- und Transmutationsmethoden noch weiter verringert werden können.

Im Rahmen des PYROREP-Projekts wird die pyrochemische Verarbeitung als Alternative zur derzeit eingesetzten Hydrometallurgie ausführlich untersucht. Im Mittelpunkt des Projektes stehen praktische Fragen zur Trennung von Uran, Plutonium und Minor-Aktiniden von Spaltprodukten. Das Forschungsprojekt zur pyrometallurgischen Verarbeitung führte durch die Anwendung der Pyrochemie in einem Chlorid- oder Fluorid-Schmelzsystem zu einigen interessanten Ergebnissen.

Der reduktive Auszug von Salzen bzw. Metallen aus Fluoridmedien führte zu einer befriedigenden Dekontaminierung sowohl bei der Rückgewinnung von Americium als auch bei Spaltprodukten. Wurden bei Chloridmedien elektrolytische Prozesse eingesetzt, erwies sich eine Aluminiumkathode als effizienter als eine Kadmium-Kathode, um die Aktinide von den Lanthaniden zu gewinnen und zu trennen. Dieses Gebiet muss jedoch noch weiter erforscht werden, um die Schwierigkeiten bei der Verwendung von Aluminiumkathoden zur Rückgewinnung der separierten Aktinide zu überwinden.

Daraus wurden grundlegende Daten zum Verhalten von Spaltprodukten und Aktiniden (Uran, Plutonium und Americium) in geschmolzenen Salzen und Metallen abgeleitet. Die gesammelten Daten werden voraussichtlich einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von Grundschemata für Wiederaufbereitungsprozesse leisten. Aus diesem Grund müssen zwei strenge Auflagen eingehalten werden: ein Aktinid-Rückgewinnungsfaktor von 99,9% und eine genügende Dekontaminierung von Spaltprodukten, deren Inhaltsstoffe zu weniger als 5% recycelt sein müssen. Die Forschungen haben gezeigt, dass diese Kriterien erfüllt werden können, wenn eine geeignete Kombination aus mehreren Separationsschritten eingesetzt wird.

Im Rahmen des PYROREP-Projektes wurde die pyrochemische Verarbeitung gründlich untersucht. Die daraus abgeleiteten Ergebnisse bilden eine geeignete Grundlage für zukünftige Forschungen. Es wird davon ausgegangen, dass die Experimente, die Dokumentation der Studien zur Bewertung der Konzepte sowie die entsprechenden Daten zur Förderung pyrometallurgischer Verarbeitungsprozesse und somit zu einer Verringerung der radiologischen Auswirkungen von Atommüll beitragen werden. Ein weiteres Projekt in Zusammenhang mit PYROREP ist das Angebot mit der Nummer ID:1314. Sie finden es unter: http://www.cordis.lu/marketplace