No ano passado, uma colaboração público-privada iniciou testes para um novo combustível nuclear com grandes promessas: redução do desperdício nuclear e melhoria do desempenho dos reactores pressurizados de água pesada. Os resultados já foram divulgados e, de forma impressionante, indicam que esta nova receita poderá cumprir o que promete.
Em um declaração divulgado no início desta semana, a empresa de energia Energia de Tório de Núcleo Limpo (CCTE) anunciou a conclusão de um teste de dois anos sobre a eficácia de seu combustível patenteado, Energia Nuclear Avançada para Vida Enriquecida, ou ANEEL, para abreviar. De acordo com os testes, realizados no Laboratório Nacional de Idaho (INL) Reator de teste avançadoo combustível da ANEEL produziu mais de oito vezes a queima de descarga típica dos reatores tradicionais de água pesada pressurizada. Os resultados abrem caminho para a introdução de formas mais eficazes de sustentar a energia nuclear, disse a empresa.
Uma receita híbrida
ANEEL é uma combinação de tório e urânio de baixo enriquecimento de alto teor (HALEU). À medida que reatores nucleares menores e mais compactos se aproximam dos mercados comerciais, o HALEU será elementary para que reatores avançados menores obtenham mais energia por unidade de quantity, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA. Os reatores atuais funcionam com combustível de urânio enriquecido em até 5% de urânio-235, o isótopo responsável pela produção de energia durante as reações nucleares em cadeia.
Por outro lado, os reatores pressurizados de água pesada utilizam água pesada (óxido de deutério) para resfriar e controlar as reações nucleares e representam o terceiro tipo de reator mais comumrepresentando 11% dos reatores globais. O urânio nesses reatores geralmente não é enriquecido, o que significa que o combustível contém apenas 0,72% ou menos de urânio-235 para fissão, explicou o INL em um relatório. anúncio anterior no início dos testes da ANEEL.
Coloque à prova
A partir de maio de 2024, a equipe carregou 12 varetas de combustível da ANEEL no Reator de Teste Avançado, estabelecendo metas de queima de 20, 40 e 60 GWd/MTU (gigawatt-dia por tonelada métrica de urânio). De acordo com o Comissão Reguladora Nuclear dos EUAa queima é uma métrica de quanto urânio é queimado no reator e, portanto, quanta energia ele pode produzir.
Dito isto, vale a pena notar que reatores nucleares comerciais nos EUA são reatores de água pressurizada ou reatores de água fervente, que utilizam água leve (basicamente regular). Mas o CEO da CCTE, Mehul Shah, explicou que as metas de queima da ANEEL foram definidas para determinar se a mistura de combustível poderia gerar energia comparável à dos reatores de água leve.
Se pudesse, isso tornaria a ANEEL uma alternativa que produz cargas de energia semelhantes “ao mesmo tempo que oferece melhor utilização de combustível, características de segurança melhoradas, resistência inerente à proliferação e reduções significativas nos radioisótopos de combustível nuclear de longa duração”, disse ele.
Números ardentes
Impressionantemente, oito dos rodlets alcançaram as duas primeiras metas no ano passado, com os quatro restantes ultrapassando recentemente 60 GWd/MTU. Além do mais, as condições de irradiação no Reator de Teste Avançado são na verdade mais agressivas do que as que os rodlets enfrentariam em reatores reais pressurizados de água pesada, portanto, esses testes oferecem dados extensos sobre como o combustível responderia “sob condições aceleradas que simulam a operação prolongada do reator”, disse o CCTE.
“Nosso objetivo tem sido introduzir o tório no ciclo do combustível nuclear de uma forma prática, usando os reatores existentes, e este marco representa um passo significativo em direção a esse objetivo”, disse Shah.
A partir de agora, os rodlets de combustível estão passando por exame pós-irradiaçãotambém nas instalações do INL, explicou o CCTE. Depois disso, a empresa planeja realizar demonstrações de combustíveis da ANEEL em usinas comerciais.
