Zakład Urenco w Eunice, w stanie Nowy Meksyk, zajmuje się wzbogacaniem uranu, który jest kluczowym procesem w produkcji paliwa jądrowego. Jest to jedyny komercyjny zakład wzbogacania uranu w Stanach Zjednoczonych, a nowe wirówki to pierwszy etap jego rozbudowy, która zakończy się w 2027 r.
Czytaj też: To przełom. Pierwszy reaktor chłodzony stopionymi solami dostał zielone światło
Ten projekt zwiększy zdolność wzbogacania w tym miejscu o około 15 proc., zapewniając dodatkowe 700 000 jednostek pracy separacyjnej (SWU) rocznie. Urenco planuje rozpocząć produkcję wzbogaconego uranu z nowo zainstalowanych wirówek już w 2025 r.
Boris Schucht, CEO Urenco, mówi:
Nasz zakład wzbogacania w Eunice jest idealnie zlokalizowany, aby służyć naszym klientom w Stanach Zjednoczonych i szerszemu rynkowi globalnemu, pomagając w osiągnięciu celów bezpieczeństwa energetycznego i dekarbonizacji.
Popyt na paliwa jądrowe nie spadnie, a nowe wirówki zagwarantują ich podaż
Paliwo jądrowe służy do wytwarzania energii w reaktorach jądrowych. W procesie tym wykorzystywane jest zjawisko rozszczepienia jądra atomowego, które uwalnia ogromne ilości energii. Paliwo jądrowe, zazwyczaj w postaci uranu-235 lub plutonu-239, jest umieszczane w rdzeniu reaktora, gdzie neutrony powodują rozszczepienie jąder atomów paliwa. To rozszczepienie generuje energię cieplną, którą można przekształcić w energię elektryczną za pomocą generatorów.
Czytaj też: Reaktory fuzyjne coraz bliżej. Skąd wziąć tryt do ich zasilania?
Naturalny uran zawiera tylko około 0,7 proc. uranu-235, a reszta to głównie uran-238, który nie jest rozszczepialny. Aby uran mógł być użyty jako paliwo jądrowe, zawartość uranu-235 musi zostać podniesiona do poziomu 3-5 procent (dla reaktorów jądrowych). Proces ten odbywa się przy użyciu zaawansowanych technologii, takich jak wirówki gazowe, które są wykorzystywane w zakładzie Urenco już od ponad dekady.
W tym celu firma wykorzystuje sześciofluorek uranu (UF6), lotną, toksyczną białą substancję stałą. Aby rozpocząć proces wzbogacania, UF6 jest podgrzewany i przekształcany w gaz. W zakładach wzbogacania Urenco pracownicy podłączają pojemnik transportowy zawierający UF6 do systemu zasilania zakładu. Następnie pojemnik jest podgrzewany, aby odparować UF6 i zamienić go w gaz pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego.
Urenco wprowadza gaz UF6 do obudowy wirówki zawierającej cylindryczny wirnik, który obraca się z dużą prędkością, rozdzielając dwa izotopy uranu. Cięższy izotop uran-238 (U238) jest wtłaczany bliżej ściany cylindra niż lżejszy uran-235 (U238). W rezultacie gaz UF6 bliżej ściany jest zubożony w U235, a gaz UF6 bliżej osi wirnika jest nieznacznie wzbogacony w U235.
Boris Schucht dodaje:
Powtarzamy ten proces wiele razy w serii wirówek, znanych jako kaskady, aż osiągniemy pożądany poziom wzbogacenia U235, aby spełnić wymagania naszych klientów, zwykle od 3 do 5 proc.
Projekt rozbudowy zakładu, którego ukończenie zaplanowano na 2027 r., jest pierwszym, który zostanie zrealizowany w ramach programu rozbudowy mocy produkcyjnych Urenco i wzmocni łańcuch dostaw paliwa jądrowego zarówno w USA, jak i na świecie. Łącznie w ramach obecnej ekspansji Urenco dostarczono 1,8 mln SWU w ramach trzech projektów, w tym dwóch innych w zakładach Urenco w Niemczech i Holandii. Modernizacja zakładu w Eunice wpłynie pozytywnie na globalne dostawy paliwa jądrowego, a z czasem można spodziewać się kolejnych.