تغییر ماهیت پسماندهای هسته ای با استفاده از یک سیستم شتابدهنده ADS با بستر متخلخل

مدیریت پسمانداری اکتیو، امری مهم وپیچیده در صنعت هسته ای است، چرا که یکی از عمده ترین نگرانی های بشر در استفاده از چرخه سوخت هسته ای، جمع آوری، کنترل، نظارت، نگهداری ، آزمایش، انتقال و دفع پسماندهای رادیواکتیو و مضر می باشد. قسمت اعظم این پسمان ها را فراورده های شکافت هسته ای تشکیل می دهند. یعنی عناصر کوتاه عمری با عدد اتمی متوسط که در اثر شکسته شدن اورانیوم تولید میشوند. اما پسمان های دیگری چون پلوتونیوم و نپتونیوم نیز وجود دارند که پاره شکافت نیستند بلکه بر اثر فرایند جذب نوترون توسط اتم های اورانیوم به وجود می آیند . که به آن ها عناصر فرا اورانیوم یا TRU می گوئیم. از جمله عناصر فرا اورانیوم می توان به پلوتونیوم و نپتونیوم اشاره کرد. تفاوت بین این دو دسته پسمان ها باعث می شود که بتوان آن ها را از لحاظ شیمیایی از هم جدا کرده و را ه های متفاوتی برای نگهداری هر دسته در پیش گرفت. در این میان یکی از راهکارهای مناسب جهت رهائی از الاینده های بلند عمر اعم از برخی پاره هاعی شکافت و عناصر فرا اورانیوم ، اعمال روش هایی برای تغییر ماهیت دادن این گونه مواد و تبدل آن ها به ایزوتوپ های پایدار با ایزوتوپ های با عمر کمتر است. چندین روش برای این امر تحت بررسی است که عمده ترین آن ها استفاده از راکتور های سریع زاینده و همچنین استفاده از سیستم شتابدهنده Accelerator Driven System است. در این تحقیق به بررسی مورد دوم، یعنی تغییر ماهیت پسمان های هسته ای توسط سیستم ADS با بستر متخلخل خواهیم پرداخت. در این سیستم، پروتون های تولید شده در شتاب دهنده ، پس از برخورد با هدف، تولید نوترون می کنند که این نوترون های تولیدی در یک ترکیب زیر بحرانی، جهت تغییر ماهیت پسمان های هسته ای و تبدیل آن ها به عناصر کم ضررتر استفاد ه می شوند. به این ترتیب که پلوتونیوم ، یا سایر عناصر فرااورانیوم و یا پاره ای شکافت بلند عمر در کره های سوخت قرارمی گیرند و در مقابل نوترون های تولیدی در هدف قرار می گیرند و تحت واگنش های مختلفی از جمله شکافت ، تبدیل به عناصر کوتاه عمر تر و کم ضررتری می شوند، که مستقیما در اعماق زمین دفن میشوند. به این ترتیب علاوه بر کم شدن خطرات ناشی از پسمان های بلند عمر، بازده چرخه ی سوخت هسته ای نیز افزایش می یابد.