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Separación de elementos transuránicos y algunos productos de fisión presentes en los combustibles nucleares irradiados. Programa 2005 14 Tabla 1. Inventario químico y radioquímico de los productos de fisión y actínidos en el combustible nuclear irradiado (PWR; 40 GWd/tU; 3.5% U-235; 5 años de enfriamiento) FAMILIA QUÍMICA ALCALINOS 3.54 ALCALINOTÉRREOS 2.98 ITRIO y LANTÁNIDOS VARIOS METALES NOBLES Y OTROS MASA TOTAL de ISÓTOPOS ESTABLES y RADIACTIVOS (kg/tU) 12.42 9.21 5.69 GRUPO del AZUFRE 0.65 HALÓGENOS 0.31 GASES NOBLES ACTÍNIDOS 6.72 958.8 PRINCIPALES ELEMENTOS y RADIONUCLEIDOS MASA (g/tU) PERIODO de SEMIDESINTEGRACIÓN (años) Hidrógeno 0.1 H-3 0.1 1.24E+01 Rubidio 415.1 Rb-87 289.9 4.70E+10 Cesio 3127 Cs-134 29.6 2.06E+00 Cs-135 521.3 2.30E+06 Cs-137 1264 3.00E+01 Estroncio 968.3 Bario Sr-90 2008 551.7 2.91E+01 Itrio 542.2 Lantano 1465 Cerio 2857 Ce-144 3.4 7.79E-01 Praseodimio 1340 Neodimio 4850 Promecio Pm-147 35.1 35.1 2.62E+00 Samario Sm-151 993.2 15.9 9.00E+01 Europio Eu-154 192.1 31.5 8.80E+00 Eu-155 8.8 4.96E+00 Gadolinio 141.5 Terbio 3.3 Disprosio 1.9 Circonio Zr-93 4284 857.5 1.53E+06 Molibdeno 4008 Tecnecio 915.0 Tc-99 915.0 2.13E+05 Rutenio 2697 Ru-106 5.0 1.01E+00 Rodio 501.1 Paladio 1784 Pd-107 275.4 6.50E+06 Plata 90.7 Cadmio 145.6 Indio 2.5 Estaño 109.6 Sn-126 33.3 1.00E+05 Antimonio 26.1 Sb-125 4.2 2.77E+00 Selenio Se-79 67.5 7.0 6.50E+05 Teluro 585.5 Bromo 25.7 Iodo I-129 282.1 215.6 1.57E+07 Helio Criptón Xenón Kr-85 1.3 431.2 6289 19.5 1.07E+01 Uranio U-234 947100 179.3 2.45E+05 U-235 6714 7.04E+08 U-236 U-238 4514 935700 2.34E+07 4.47E+09 Neptunio Np-237 648.8 648.8 2.14E+06 Plutonio Pu-238 10460 246.6 8.77E+01 Pu-239 Pu-240 5920 2585 2.41E+04 6.54E+03 Pu-241 1106 1.44E+01 Pu-242 599.0 3.76E+05 Americio Am-241 508.6 359.9 4.32E+02 Am-242m Am-243 2.6 146.2 1.52E+02 7.38E+03 Curio Cm-244 49.0 45.8 1.81E+01 Cm-245 2.4 8.50E+03
essemejantealaquesehaceantesdelavitrificación actual de los RLAA. Después de calcinados, los óxidos obtenidos se cloran y los cloruros formados se disuelven en una mezcla de sales alcalinas (cloruros o fluoruros) fundidas a alta temperatura, para posteriormente hacer una electrólisis de la mezcla utilizando diversos tipos de cátodos. Todos estos posibles procesos de separación están requiriendo un gran esfuerzo de investigación y desarrollo. Un ejemplo de estos esfuerzos de I+D en Separación es la decisión del parlamento francés, que aprobó una ley en diciembre de 1991, donde en su Artículo 4 se dice “El Gobierno enviará cada año al Parlamento un informe del estado de las investigaciones sobre la gestión de los combustibles irradiados y de los residuos de actividad alta y vida larga. Entre estos trabajos debe figurar la investigación de soluciones que permitan la Separación y Transmutación de algunos radionucleidos de vida larga presentes en los residuos líquidos de actividad alta procedentes del reproceso”. Otros países, como EE.UU., Japón y Rusia, llevan a cabo también este tipo de investigaciones. En España, dentro del V Plan General de Residuos Radiactivos, se establece la necesidad de estudiar e investigar la separación y la transmutación. Una vez separados los radionucleidos que se quieren transmutar, se requieren tres actividades principales: su utilización en la fabricación de combustibles y/o blancos de irradiación. su transmutación, propiamente dicha, por fisión o captura neutrónica. el reproceso de los combustibles y/o blancos irradiados en los sistemas transmutadores, para separar y recuperar los radionucleidos no transmutados y poder reciclarlos. La primera actividad se está centrando en la fabricación de óxidos mixtos (UO2 + PuO2) incluyendo actínidos minoritarios. También se está estudiando la fabricación de nitruros y carburos. Por lo que respecta a la Transmutación, ésta puede hacerse por fisión o por captura neutrónica. La Transmutación del plutonio es posible por fisión y se produce una gran reducción de su inventario utilizando reactores rápidos. Para transmutar los actínidos minoritarios, las reacciones de fisión son más eficaces que las capturas neutrónicas, pues estas últimas producirán nuevos actínidos más pesados. La transmutación de productos de fisión se puede realizar mediante reacciones de captura neutrónica. En resumen, para transmutar, tanto los actínidos minoritarios, como algunos productos de fisión de vida Introducción larga, será necesario disponer de sistemas transmutadores que produzcan un alto flujo de neutrones muy energéticos. Estas características las cumplen los reactores rápidos y los ADS (Accelerator Driven Systems). En estos últimos, un flujo de protones de alta energía, producidos por un acelerador de partículas, inciden sobre un metal pesado (p.ej. plomo) y producen, por efecto de espalación, un elevado flujo de neutrones de alta energía. Finalmente los combustibles irradiados descargados de los sistemas transmutadores deberán ser tratados para recuperar los radionucleidos no transmutados, de forma que puedan ser reciclados, para lograr un alto grado de transmutación. Los procesos de separación por vía seca presentan unas características muy adecuadas para llevar a cabo el reproceso de los combustibles irradiados procedentes de los sistemas transmutadores. Los combustibles propuestos, para llevar a cabo la transmutación, tendrán un alto contenido en plutonio y actínidos minoritarios, así como un alto grado de quemado después de irradiados. Esto supone un alto nivel de radiación, tiempos de enfriamiento cortos antes de realizar el reproceso y así tener un inventario lo más pequeño posible de combustibles irradiados, lo que permitiría disponer de instalaciones de reproceso más pequeñas y compactas, que podrían estar anexas a los propios sistemas de transmutación y reduciría el transporte de combustibles irradiados transmutados, y de los materiales recuperados. En resumen, la Separación y Transmutación de algunos radionucleidos de vida larga presentes en los combustibles nucleares irradiados descargados de los reactores de agua ligera: requerirán, como etapa previa, el reproceso PUREX de dichos combustibles. podrán reducir el inventario radiotóxico de los residuos de alta actividad, pero necesitarán acometer el desarrollo, construcción o ampliación y operación de nuevas plantas del nuevo ciclo del combustible (separación de radionucleidos, fabricación de combustibles y reproceso) así como nuevos reactores para realizar la Transmutación propiamente dicha (reactores rápidos y/o ADS). deberán ser considerados como una etapa complementaria, no como una alternativa al almacenamiento geológico profundo, que siempre será necesario para gestionar los residuos de actividad alta remanentes. 15
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mediante adición de Li2CO3. En ell
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Títulos publicados 08 PLAN DE INVE
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