Enriquecimento a laser pode reprocessar resíduos nucleares para combustível de reatores

Uma empresa chamada Global Laser Enrichment (GLE) está planejando usar tecnologia a laser para reprocessar resíduos de urânio armazenados em uma instalação de enriquecimento desativada em Paducah, Kentucky. Os resíduos, mantidos em milhares de cilindros, contêm pequenas quantidades de urânio que poderiam ser recuperadas e transformadas em matéria-prima para combustível nuclear. Essa abordagem pode oferecer uma alternativa mais eficiente aos métodos convencionais de enriquecimento.

O projeto afeta a cadeia de suprimentos de combustível nuclear, especialmente à medida que países como EUA e China buscam construir novos reatores, incluindo projetos avançados. A energia nuclear atualmente fornece cerca de 9% da eletricidade global, e a produção de combustível mais barata pode ajudar a manter os projetos de reatores no caminho certo. O material residual contém urânio com pelo menos 0,25% de urânio-235, que a GLE pretende enriquecer para cerca de 0,7%, igualando a concentração do urânio natural extraído.

A GLE tem um contrato com o Departamento de Energia dos EUA para reprocessar até 200.000 toneladas métricas desse material. A tecnologia de enriquecimento a laser da empresa é classificada, mas baseia-se em lasers para excitar seletivamente moléculas de urânio-235, tornando-as mais fáceis de separar. Diferentemente das centrífugas, que giram o material para separar isótopos, o enriquecimento a laser usa comprimentos de onda precisos para atingir isótopos específicos. O CEO da GLE, Stephen Long, afirma que uma usina em escala real precisaria de menos de mil unidades de laser, em comparação com milhares de centrífugas para uma produção semelhante.

O interesse no enriquecimento a laser cresceu à medida que os lasers se tornaram mais estáveis e confiáveis. Um fator chave é a mudança geopolítica após a invasão da Ucrânia pela Rússia. A Rússia historicamente dominou o mercado de enriquecimento de urânio, mas os países ocidentais se moveram para limitar as importações russas, criando oportunidades para novas tecnologias. Charles Forsberg, pesquisador de ciência nuclear do MIT, observa que ninguém no Ocidente construiu novas usinas de enriquecimento enquanto o suprimento russo era abundante, mas a guerra na Ucrânia mudou isso.

Outra empresa, a LIS Technologies, fundada em 2023, também está buscando o enriquecimento a laser. Ela comprou um terreno de 200 acres em Oak Ridge, Tennessee, e está em conversas de pré-aplicação com a Comissão Reguladora Nuclear dos EUA. A LIS planeja enriquecer urânio natural para cerca de 5% de urânio-235 para reatores convencionais, com planos futuros para concentrações mais altas para reatores avançados. A GLE, por sua vez, está focando primeiro no reprocessamento de resíduos antes de passar para material fresco.

Os próximos passos para a GLE incluem escalar sua tecnologia e concluir o contrato de reprocessamento. A abordagem da empresa pode reduzir a dependência de urânio extraído e fornecer uma fonte doméstica de combustível. À medida que a demanda por urânio enriquecido cresce e o suprimento russo diminui, o enriquecimento a laser pode desempenhar um papel maior no mercado de combustível nuclear.