O penurie de plutoniu ar putea frâna o nouă generație de proiecte nucleare, în condițiile în care start-up-urile se luptă să asigure acest material radioactiv, având în vedere rezervele limitate disponibile pentru proiectele civile, potrivit Financial Times.
Plutoniul, care nu poate fi extras din minereu, este un produs secundar al combustibilului uzat pe bază de uraniu utilizat în reactoare. Capacitatea sa explozivă uriașă îl face ideal pentru focoasele nucleare, ceea ce înseamnă că utilizarea și extragerea sa au fost strict limitate timp de decenii.
Unele proiecte ale noii generații de instalații nucleare au nevoie de acest material pentru a-și alimenta sistemele, iar companiile încearcă să găsească o cantitate suficientă pentru a efectua testele și, în cele din urmă, pentru a pune în funcțiune reactoarele.
Dificultăți majore pentru noi proiecte nucleare
Directorii din industrie și analiștii au declarat că deficitul de instalații de reprocesare a combustibilului nuclear din întreaga lume nu va putea fi depășit cu ușurință, având în vedere costurile și durata mare de dezvoltare a unor noi proiecte.
„Nu există o piață a plutoniului și acesta nu există în natură”, a declarat un oficial francez din sectorul nuclear, estimând că o nouă instalație de mari dimensiuni de acest tip necesită o investiție de 40 de miliarde de euro și cel puțin 10 ani pentru a fi construită.
Franța, care are 57 de reactoare nucleare de mari dimensiuni, va cheltui aproximativ aceeași sumă în aceeași perioadă pentru modernizarea unei instalații de reprocesare a combustibilului datând din anii 1970, la La Hague, în Normandia, și pentru construirea unei instalații care să o înlocuiască. Este una dintre puținele instalații de reprocesare din lume din afara Rusiei, deși analiștii afirmă că și China își dezvoltă astfel de capacități.
„Este ca o mașină care funcționează cu diamante. Rezervele de plutoniu sunt aproximativ de aceeași dimensiune ca rezervele de diamante din întreaga lume, ceea ce vă oferă o idee despre cât de rar este acest element prețios”, a adăugat oficialul, care a refuzat să-și dezvăluie identitatea, întrucât discuțiile privind aprovizionarea cu acest material sunt sensibile.
La La Hague, grupul de stat din domeniul combustibilului nuclear Orano a procesat anul trecut 1.200 de tone de combustibil uzat. Cel mai mare client este EDF, operatorul reactoarelor nucleare din Franța, care poate reutiliza o parte din materialul reciclat drept combustibil, în timp ce centrale nucleare din Germania, Japonia și alte țări europene trimit, de asemenea, combustibilul uzat la instalația din Normandia.
De la Marea Britanie la SUA, multe alte țări cu energie nucleară au decis fie să nu dezvolte această capacitate de reciclare, invocând riscul proliferării armelor, fie abia acum iau în considerare construirea propriilor instalații.
În prezent, la nivel mondial există 571 de tone de stocuri de plutoniu separat, provenite în mare parte din fostele programe de apărare și din stocurile de arme, iar acestea sunt, de regulă, inaccesibile companiilor producătoare de energie.
Aceste penurii reprezintă doar o parte a unor tensiuni mai ample privind disponibilitatea combustibilului nuclear și a unor variante inovatoare care pot fi utilizate pentru alimentarea celor peste 120 de noi proiecte de reactoare care încearcă să-și transforme proiectele în realitate.
„Este clar că ar putea găsi suficient material pentru a alimenta demonstratoare sau primele reactoare de acest tip”, a declarat analistul NEA Franco Michel-Sendis.
„Dar, pe termen mai lung, dacă vreți cu adevărat să implementați flote întregi la amploarea anunțată, va trebui să investiți în extinderea capacităților actuale și a infrastructurii ciclului combustibilului”, a adăugat el.
Criza plutoniului lovește când energia nucleară se bucură de o relansare
Sectorul îmbogățirii uraniului abia acum se bucură de o relansare la nivel mondial, la mai bine de 40 de ani de la cel mai grav accident nuclear din lume, produs la Cernobîl, în Ucraina, care a redus investițiile și stimulentele pentru țările interesate să dezvolte astfel de surse de aprovizionare.
Doar aproximativ 10% dintre proiectele de reactoare mici din întreaga lume ar avea nevoie de plutoniu pentru a produce combustibil cu oxizi micști, sau MOX, un combustibil alternativ obținut din combustibil nuclear uzat reciclat sau din uraniu sărăcit și plutoniu.
Majoritatea celorlalte proiecte încearcă să funcționeze fie cu combustibil nuclear convențional, fie cu forme de uraniu puternic îmbogățit, cunoscute sub denumirea de HALEU.
Dar și în acest caz există probleme de aprovizionare, întrucât Rusia a dominat mult timp producția de HALEU, ceea ce face ca MOX sau alte tipuri de combustibil care utilizează plutoniu să devină alternative potențial atractive.
În Marea Britanie, țara care deține cele mai mari stocuri de plutoniu din lume în afara Rusiei, guvernul a decis anul trecut să nu pună acest material la dispoziție pentru producția de MOX, ci să îl îngroape la instalația Sellafield.
Decizia a determinat start-up-ul nuclear franco-italian Newcleo să renunțe la operațiunile sale din Marea Britanie. Compania încearcă în schimb să-și asigure aprovizionarea din alte surse, inclusiv din SUA.
Washingtonul intenționa până de curând să dilueze și să îngroape 50 de tone de plutoniu excedentar provenit din armele nucleare ale Războiului Rece, însă, sub președinția lui Donald Trump, 20 de tone din această cantitate sunt puse acum la dispoziția start-up-urilor private care dezvoltă reactoare nucleare, dintre care cinci au fost selectate pentru negocieri suplimentare în luna mai. Printre acestea se numără Newcleo, precum și Oklo, susținută de Sam Altman, și Flibe Energy.
Chiar și în aceste condiții, această cantitate s-ar putea să nu fie suficientă pentru alimentarea unei flote de reactoare pentru companiile care se bazează pe MOX, au declarat analiști și oameni de știință, ceea ce creează necesitatea unei capacități mai mari de reprocesare a combustibilului uzat.
„Ceea ce aveți nevoie în timp este un flux constant de plutoniu”, a declarat oficialul francez. „Toate țările care dețin arme nucleare știu cum să extragă plutoniu la nivel de laborator, dar vorbim despre câteva kilograme în comparație cu mai multe tone. Ceea ce poți produce la scară de bucătărie este dificil de reprodus la nivel de fabrică.”
În timpul unei vizite recente la instalația La Hague a companiei de stat Orano, aflată pe propria peninsulă din nordul Franței, straturi de sisteme de securitate asemănătoare celor din aeroporturi și ziduri asemănătoare celor ale unei închisori, prevăzute cu sârmă ghimpată, oferă o primă imagine asupra nivelului de seriozitate cu care sunt tratate materialele procesate aici.
Camioanele livrează la instalație bare de combustibil uzat lungi de patru metri, escortate de coloane de vehicule cu nivel ridicat de securitate.
În interiorul instalației, în camere sigilate încă din anii 1980, brațe automatizate manipulează materialele. Atunci când se deplasează prin instalație, ușile șuieră din cauza modificărilor presiunii aerului, clădirile sunt proiectate astfel încât, în cazul unei scurgeri sau al unei breșe, să atragă „totul spre interior”, potrivit directorului adjunct al instalației La Hague, Jean-Christophe Varin.
Combustibilul uzat este răcit în bazine cu apă adânci de nouă metri, construite deasupra unor structuri proiectate să reziste la cutremure, timp de până la un deceniu.
Ulterior, acesta este tăiat în bucăți și tratat chimic, fiind extrase deșeurile toxice nerecuperabile, uraniul sărăcit și plutoniul sub formă de pulbere.
Plutoniul este utilizat în principal pentru producerea de MOX destinat EDF, la o fabrică din sudul Franței. Varin a declarat că o nouă instalație de producere a MOX, care urmează să devină operațională la La Hague începând din 2040, ar putea deservi și unele start-up-uri care dezvoltă reactoare.
Unii dezvoltatori de reactoare mici susțin că știința din spatele proiectelor lor le-ar permite să funcționeze cu MOX, care, la rândul său, poate fi reciclat de mai multe ori, reducând astfel și nevoia de acces inițial la plutoniu.
Dar disponibilitatea combustibilului va fi unul dintre principalii factori care vor determina cine va avea succes în actuala cursă nucleară.
