Statele Unite pregătesc o inovație majoră în domeniul reciclării, cu scopul de a transforma deșeurile nucleare și electronice în resurse valoroase. Utilizând tehnologia de ultimă oră, cercetătorii de la Argonne National Laboratory vor crea mini-fabrici de reciclare care vor putea extrage metale rare și uraniu direct de la sursă, fără a implica transporturi periculoase sau infrastructuri mari.
O mini-fabrică pentru reciclarea nucleară și extragerea pământurilor rare
Reciclarea deșeurilor nucleare și extragerea metalelor rare din gunoaie electronice sunt procese care, până acum, păreau imposibile de realizat într-un mod eficient și compact. Argonne National Laboratory, împreună cu universitatea Case Western, a dezvoltat un sistem care promite să îmbunătățească semnificativ procesul de reciclare, folosind tehnologia „rotating packed bed” (RPB), care presupune un sistem de pat de rotație compact. Această tehnologie permite transformarea deșeurilor nucleare și a altor materiale, cum ar fi resturile electronice, într-o resursă utilă, totul dintr-un modul de dimensiuni mici, similar unui garaj.
Mini-centrale chimice ultraperformante
La baza acestei inovații stă un concept de mini-centrale chimice, care separă elementele utile de cele inutile folosind procese chimice avansate. Principalele avantaje ale acestui sistem sunt dimensiunile reduse și capacitatea de a fi instalat aproape de locurile de depozitare a deșeurilor nucleare, mine sau depozite de resturi electronice, eliminând astfel necesitatea transportului de materiale periculoase și reducând riscurile de accidente.
Trei procese, un singur scop: extragerea valorii și eliminarea restului
Tehnologia RPB folosește trei procese de separare, fiecare utilizând un stare fizică diferită:
- Extracția gaz-lichid: Gazele țintite ajută la extragerea anumitor elemente specifice.
- Extracția lichid-lichid: Solvenții specializați captează metale strategice, cum ar fi ceriul sau neodimul.
- Extracția solidă: Metalele se adună pe suporturi solide, care sunt apoi colectate ca „capcane de comori”.
Aceste procese permit o mare flexibilitate în funcție de tipul materialului de tratat, contribuind astfel la eficiența procesului.
Uranium și pământuri rare: un jackpot energetic
Spre deosebire de centrele tradiționale de reciclare, care se concentrează doar pe uraniu, noul sistem al Argonne vizează și actinidele minore, precum neptuniul sau americiul, dar și metalele rare din resturile de cărbune, deșeurile miniere și chiar plăcile de bază ale vechilor computere. Este un two-in-one, întrucât acest proces va ajuta atât la asigurarea unui combustibil nuclear constant, cât și la alimentarea lanțurilor de producție de baterii, vânturi și componente electronice.
În contextul geopolitic actual, unde China domină piața pământurilor rare, această tehnologie poate reprezenta un avantaj strategic semnificativ pentru Statele Unite.
„Redefinirea posibilităților”, nu doar tehnicii
Anna Servis, chimista responsabilă de proiect, subliniază perfect ambiția acestui demers: „Nu ne propunem doar să îmbunătățim ce există deja, ci să redefinim ce este posibil”. Cu această abordare, cercetătorii de la Argonne National Lab ar putea reîntoarce înapoi reciclarea nucleară, suveranitatea industrială și tranziția energetică, toate într-o singură soluție compactă și modulabilă.
Dacă va funcționa așa cum este prevăzut, această tehnologie ar putea fi adoptată rapid la nivel global, oferind un nou standard în reciclare și recuperare a resurselor.
Tehnologiile actuale pentru reciclarea combustibilului nuclear
Există mai multe tehnologii deja utilizate pentru reciclarea combustibilului nuclear:
- Procesele PUREX: care permit separarea uraniului și plutoniului de celelalte elemente prin extracție lichid-lichid.
- Tehnologia de cristalizare dezvoltată de Rosatom, care purifică simultan uraniul, plutoniul și neptuniul.
- Mono-reciclarea: care reutilizează o parte din materialele iradiate pentru a produce combustibil MOX.
- Alte procese în dezvoltare, precum UREX, TRUEX, DIAMEX și altele, care vizează îmbunătățirea eficienței reciclării.
- Vitrificarea deșeurilor ne-reciclabile, care permite depozitarea acestora într-un mod sigur pe termen lung.
Aceste tehnologii sunt pași importanți în direcția unui viitor sustenabil, în care reciclarea și reutilizarea resurselor vor deveni piloni fundamentali în combaterea schimbărilor climatice și în asigurarea unui mediu curat.
