L'arricchimento laser potrebbe riprocessare le scorie nucleari per il combustibile dei reattori

Un'azienda chiamata Global Laser Enrichment (GLE) sta pianificando di utilizzare la tecnologia laser per riprocessare i rifiuti di uranio stoccati in un impianto di arricchimento chiuso a Paducah, Kentucky. I rifiuti, conservati in migliaia di cilindri, contengono piccole quantità di uranio che potrebbero essere recuperate e trasformate in materia prima per il combustibile nucleare. Questo approccio potrebbe offrire un'alternativa più efficiente ai metodi di arricchimento convenzionali.

Il progetto influisce sulla catena di approvvigionamento del combustibile nucleare, in particolare mentre paesi come gli Stati Uniti e la Cina cercano di costruire nuovi reattori, inclusi progetti avanzati. L'energia nucleare attualmente fornisce circa il 9% dell'elettricità globale, e una produzione di combustibile più economica potrebbe aiutare a mantenere in carreggiata i progetti di reattori. Il materiale di scarto contiene uranio con almeno lo 0,25% di uranio-235, che GLE mira ad arricchire fino a circa lo 0,7%, corrispondente alla concentrazione dell'uranio naturale estratto.

GLE ha un contratto con il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per riprocessare fino a 200.000 tonnellate metriche di questo materiale. La tecnologia di arricchimento laser dell'azienda è classificata, ma si basa su laser per eccitare selettivamente le molecole di uranio-235, rendendole più facili da separare. A differenza delle centrifughe, che fanno ruotare il materiale per separare gli isotopi, l'arricchimento laser utilizza lunghezze d'onda precise per colpire isotopi specifici. L'amministratore delegato di GLE, Stephen Long, afferma che un impianto su larga scala avrebbe bisogno di meno di mille unità laser, rispetto a migliaia di centrifughe per una produzione simile.

L'interesse per l'arricchimento laser è cresciuto man mano che i laser sono diventati più stabili e affidabili. Un fattore chiave è il cambiamento geopolitico dopo l'invasione russa dell'Ucraina. La Russia ha storicamente dominato il mercato dell'arricchimento dell'uranio, ma i paesi occidentali si sono mossi per limitare le importazioni russe, creando opportunità per nuove tecnologie. Charles Forsberg, ricercatore di scienze nucleari al MIT, osserva che nessuno in Occidente ha costruito nuovi impianti di arricchimento mentre l'offerta russa era abbondante, ma la guerra in Ucraina ha cambiato la situazione.

Un'altra azienda, LIS Technologies, fondata nel 2023, sta anch'essa perseguendo l'arricchimento laser. Ha acquistato un sito di 200 acri a Oak Ridge, Tennessee, ed è in fase di pre-richiesta con la Commissione di Regolamentazione Nucleare degli Stati Uniti. LIS prevede di arricchire uranio naturale fino a circa il 5% di uranio-235 per reattori convenzionali, con piani futuri per concentrazioni più elevate per reattori avanzati. GLE, nel frattempo, si sta concentrando prima sul riprocessamento dei rifiuti prima di passare al materiale fresco.

I prossimi passi per GLE includono il potenziamento della sua tecnologia e il completamento del contratto di riprocessamento. L'approccio dell'azienda potrebbe ridurre la dipendenza dall'uranio estratto e fornire una fonte interna di combustibile. Con l'aumento della domanda di uranio arricchito e il calo dell'offerta russa, l'arricchimento laser potrebbe giocare un ruolo più importante nel mercato del combustibile nucleare.