Lazer zenginleştirme, nükleer atığı reaktör yakıtına dönüştürebilir

Global Laser Enrichment (GLE) adlı bir şirket, Kentucky, Paducah'taki kapalı bir zenginleştirme tesisinde depolanan uranyum atığını işlemek için lazer teknolojisini kullanmayı planlıyor. Binlerce silindirde tutulan atık, geri kazanılıp nükleer yakıt için hammaddeye dönüştürülebilecek küçük miktarlarda uranyum içeriyor. Bu yaklaşım, geleneksel zenginleştirme yöntemlerine daha verimli bir alternatif sunabilir.

Proje, özellikle ABD ve Çin gibi ülkelerin gelişmiş tasarımlar da dahil olmak üzere yeni reaktörler inşa etmeye çalıştığı bir dönemde nükleer yakıt tedarik zincirini etkiliyor. Nükleer enerji şu anda küresel elektriğin yaklaşık %9'unu sağlıyor ve daha ucuz yakıt üretimi, reaktör projelerinin rayında kalmasına yardımcı olabilir. Atık malzeme, en az %0,25 uranyum-235 içeren uranyum içeriyor ve GLE bunu, doğal olarak çıkarılan uranyumun konsantrasyonuna denk gelen yaklaşık %0,7'ye zenginleştirmeyi hedefliyor.

GLE'nin, ABD Enerji Bakanlığı ile bu malzemeden 200.000 metrik tona kadarını işlemek için bir sözleşmesi var. Şirketin lazer zenginleştirme teknolojisi gizli, ancak uranyum-235 moleküllerini seçici olarak uyarmak ve ayırmayı kolaylaştırmak için lazerlere dayanıyor. İzotopları ayırmak için malzemeyi döndüren santrifüjlerin aksine, lazer zenginleştirme belirli izotopları hedeflemek için hassas dalga boyları kullanır. GLE'nin CEO'su Stephen Long, tam ölçekli bir tesisin benzer bir çıktı için binlerce santrifüje kıyasla binden az lazer ünitesine ihtiyaç duyacağını söylüyor.

Lazerler daha kararlı ve güvenilir hale geldikçe lazer zenginleştirmeye olan ilgi arttı. Önemli bir etken, Rusya'nın Ukrayna'yı işgalinden sonraki jeopolitik değişim. Rusya tarihsel olarak uranyum zenginleştirme pazarına hakimdi, ancak Batılı ülkeler Rus ithalatını sınırlamak için harekete geçerek yeni teknolojiler için fırsatlar yarattı. MIT'de nükleer bilim araştırmacısı olan Charles Forsberg, Rus arzı bolken Batı'da kimsenin yeni zenginleştirme tesisleri inşa etmediğini, ancak Ukrayna savaşının bunu değiştirdiğini belirtiyor.

2023'te kurulan bir başka şirket olan LIS Technologies da lazer zenginleştirme peşinde. Oak Ridge, Tennessee'de 200 dönümlük bir arazi satın aldı ve ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu ile ön başvuru görüşmelerinde bulunuyor. LIS, geleneksel reaktörler için doğal uranyumu yaklaşık %5 uranyum-235'e zenginleştirmeyi ve gelecekte gelişmiş reaktörler için daha yüksek konsantrasyonları planlıyor. Bu arada GLE, önce atığı işlemeye, ardından taze malzemeye geçmeye odaklanıyor.

GLE için sonraki adımlar, teknolojisini ölçeklendirmek ve işleme sözleşmesini tamamlamak. Şirketin yaklaşımı, çıkarılan uranyuma olan bağımlılığı azaltabilir ve yerli bir yakıt kaynağı sağlayabilir. Zenginleştirilmiş uranyum talebi arttıkça ve Rus arzı azaldıkça, lazer zenginleştirme nükleer yakıt pazarında daha büyük bir rol oynayabilir.