Uranium là một nguyên tố quan trọng để làm nhiên liệu hạt nhân. Nhưng trong tự nhiên uranium chỉ chứa 0,71% U-235, loại đồng vị có khả năng duy trì phản ứng hạt nhân. Vì vậy để dùng làm nhiên liệu cho các lò phản ứng thì lượng U-235 cần phải được "làm giàu" lên tối da 20%, gọi là uranium làm giàu mức độ thấp (Low Enriched Uranium, hay LEU).
Hầu hết các lò phản ứng hiện nay đều sử dụng loại LEU tiêu chuẩn, có lượng U-235 dưới 5%. Mặt khác, uranium có độ tinh khiết cao (HALEU) sẽ được làm giàu để chứa lượng U-235 từ 5-19,75%, đây là loại nhiên liệu chính của các lò phản ứng cỡ nhỏ dạng mô-đun (SMR). Nhờ mức độ "làm giàu" cao hơn, những lò này sẽ đạt hiệu suất cao mà lại nhỏ hơn các lò hiện tại.
Hiện nay ở Mỹ có 94 lò phản ứng thuộc thế hệ thứ 2 và 3, còn các lò SMR được coi là thế hệ thứ 4. Dù chưa có lò nào dùng HALEU làm nhiên liệu, nhưng nhiều công ty Mỹ đã bắt đầu phát triển các lò SMR nguyên mẫu. Trong tương lai, dự kiến chúng sẽ được phân bố khắp nước Mỹ và mỗi lò SMR sẽ sản xuất đủ năng lượng để cấp điện cho 650 ngôi nhà.
Có điều là nguồn cung uranium của Mỹ lại phụ thuộc vào Nga. Cuối thập niên 1990, Mỹ đã hạn chế nhập khẩu uranium làm giàu từ Nga và nó sẽ thành lệnh cấm bắt đầu từ năm 2028. Nếu không có đủ nguồn cung thì Mỹ khó mà hiện thực hóa tầm nhìn về mạng lưới năng lượng sạch gồm các lò SMR, nên họ buộc phải tìm ra cách tự sản xuất nó.
Hầu hết các lò phản ứng hiện nay đều sử dụng loại LEU tiêu chuẩn, có lượng U-235 dưới 5%. Mặt khác, uranium có độ tinh khiết cao (HALEU) sẽ được làm giàu để chứa lượng U-235 từ 5-19,75%, đây là loại nhiên liệu chính của các lò phản ứng cỡ nhỏ dạng mô-đun (SMR). Nhờ mức độ "làm giàu" cao hơn, những lò này sẽ đạt hiệu suất cao mà lại nhỏ hơn các lò hiện tại.
Hiện nay ở Mỹ có 94 lò phản ứng thuộc thế hệ thứ 2 và 3, còn các lò SMR được coi là thế hệ thứ 4. Dù chưa có lò nào dùng HALEU làm nhiên liệu, nhưng nhiều công ty Mỹ đã bắt đầu phát triển các lò SMR nguyên mẫu. Trong tương lai, dự kiến chúng sẽ được phân bố khắp nước Mỹ và mỗi lò SMR sẽ sản xuất đủ năng lượng để cấp điện cho 650 ngôi nhà.
Có điều là nguồn cung uranium của Mỹ lại phụ thuộc vào Nga. Cuối thập niên 1990, Mỹ đã hạn chế nhập khẩu uranium làm giàu từ Nga và nó sẽ thành lệnh cấm bắt đầu từ năm 2028. Nếu không có đủ nguồn cung thì Mỹ khó mà hiện thực hóa tầm nhìn về mạng lưới năng lượng sạch gồm các lò SMR, nên họ buộc phải tìm ra cách tự sản xuất nó.
Quốc hội Mỹ đã đưa ra phương án tạm thời là chiết xuất uranium từ các đầu đạn hạt nhân đã ngừng hoạt động và uranium phế liệu từ các dự án hạt nhân cũ để làm nhiên liệu cho các lò SMR. Do có dính đến vũ khí nguy hiểm, việc này chỉ được thực hiện bởi Bộ Năng lượng Mỹ (DoE) và Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia (NNSA).
Họ lấy uranium làm giàu cao (nồng độ U-235 trên 20%) từ các đầu đạn trộn với uranium làm giàu thấp (LEU) để đưa nồng độ làm giàu về mức từ 5-19,75%, tức là HALEU. Với cách này, NNSA có thể tạo ra 1,5 tấn HALEU từ đầu đạn và 6 tấn nếu tính cả uranium phế liệu.
Ý tưởng về lò SMR của Westinghouse.
Vấn đề là những con số này không phải là sản lượng hàng năm mà là tất cả những gì họ có. Nên khi phế liệu và đầu đạn cũ hết sạch, thì không sản xuất thêm được. Do đó để tạo ra HALEU trên quy mô lớn và bền vững, DoE đang nghiên cứu 2 cách tái chế nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng từ các lò phản ứng hiện có, thay vì đầu đạn.
Cách thứ nhất là xử lý điện hóa. Đầu tiên, nhiên liệu đã qua sử dụng được đặt trong bồn muối nóng chảy ở nhiệt độ cao, sau đó một dòng điện được đưa vào bồn để tách uranium khỏi các tạp chất. Phần uranium đã tinh chế được trộn với urani làm giàu thấp (LEU) để đạt mức làm giàu của HALEU (5-19,75%). DoE cho hay có thể tạo ra 10 tấn HALEU bằng cách này.
Còn cách thứ hai vẫn đang được nghiên cứu. Trước tiên các thanh nhiên liệu đã qua sử dụng được tiếp xúc với axit clohydric ở thể khí để nó hòa tan lớp vỏ nhôm/Zirconium bọc ngoài các thanh này. Sau khi loại bỏ lớp vỏ, uranium được lọc bỏ tạp chất để thu được dạng tinh khiết. Cuối cùng người ta trộn nó với uranium làm giàu thấp (LEU) và có được HALEU.
Nhà máy sản xuất HALEU do DoE xúc tiến tại bang Ohio đang sản xuất 100 kg HALEU mỗi năm, dự kiến tăng lên 900 kg trong các năm tới.
Quảng cáo
DoE đang tài trợ cho 4 công ty Terrapower, Westinghouse, Radiant và X-energy để xây dựng năng lực sản xuất HALEU trên quy mô lớn. Họ ước tính từ năm 2035 thì nhu cầu HALEU sẽ lên tới 50 tấn/năm. Quá trình này tuy lâu dài nhưng sẽ giúp Mỹ có một chuỗi cung ứng mà không còn phụ thuộc nguồn cung bên ngoài.
Theo Popular Mechanics, CNBC.
Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI 
==***==
Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp
==***==
Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
---
Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!
Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!
Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng
KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP 
Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán 
Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay. 
Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp 
Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu 
Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ 
Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi 
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel 
Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao 
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!
Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio 
Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP 
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍 
GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng 
Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ
Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình TUYỆT VỜI
Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử 
Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 
Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công 
==***== Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột 
Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng
KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP
Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp
Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu
Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ
Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel
Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!
kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio
Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA
Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍
GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng
Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ
Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình TUYỆT VỜI
Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử
Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học
Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công
==***==
Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
Nguồn: Tinh Tế
Topics: Công nghệ mới
