تعمل شركة Shine Technologies التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية بالتعاون مع مختبر أرجون الوطني وجامعة كيس ويسترن ريزيرف على تطوير تقنية جديدة لمعالجة النفايات النووية تُدعى “REDUCE”. هذه التقنية قادرة على تقليل عملية فصل النظائر المشعة التقليدية التي تستغرق عدة ساعات إلى ثوانٍ معدودة، ومن المتوقع أن تحول حوالي 94,000 طن من النفايات النووية في الولايات المتحدة من “عبء بيئي” إلى موارد ذات قيمة.
مبدأ التقنية: القوة الطرد المركزي بدلاً من الجاذبية، فصل تقليدي في ثوانٍ
تعتمد عملية معالجة النفايات النووية السائدة حالياً “PUREX” على الفصل الكيميائي تحت تأثير الجاذبية، مما يستغرق عدة ساعات ويتطلب منشآت كبيرة وتكاليف مرتفعة. تستخدم مشروع REDUCE المعدات الأساسية “PaCERS” (جهاز الطرد المركزي لفصل المواد الكيميائية المشعة) من خلال تطبيق قوة طرد مركزي تزيد عن 1000 ضعف قوة الجاذبية، مما يضغط زمن الفصل من عدة ساعات إلى ثوانٍ.
REDUCE هو اختصار لـ “Recover Elements – Destroy Undesirables – Create Energy”، ويهدف إلى استعادة العناصر المفيدة من الوقود المستنفد، مع تقليل المواد غير المرغوب فيها وتوليد الطاقة. الهدف الأساسي هو إعادة استخدام معظم النفايات في مفاعلات الانشطار، مما يقلل بشكل كبير من حجم النفايات الكلي.
إمكانات الموارد بمليارات الدولارات: 94% من المكونات قابلة لإعادة التدوير
تخزن الولايات المتحدة حالياً حوالي 94,000 طن من الوقود المستنفد، والذي لا يزال يحتوي على حوالي 90% من اليورانيوم والبلوتونيوم، بالإضافة إلى نظائر مثل سترونشيوم-90، روديم-103، بالاديوم-105-110، وأمريسيوم-241، والتي يمكن استخدامها في مجالات الطب والصناعة والاستكشاف الفضائي والأرضي. تقدر القيمة المحتملة لهذه النظائر بحوالي 24 مليار دولار (حوالي 33 تريليون وون كوري). إذا تم استخدام اليورانيوم والبلوتونيوم كوقود نووي بشكل دوري، فإن قيمته الاقتصادية يمكن أن تصل إلى تريليونات الدولارات.
الأهمية الاستراتيجية: الانتقال من “التخزين الدائم” إلى “إعادة تدوير الموارد”
بعد السبعينيات، أوقفت الولايات المتحدة معالجة الوقود النووي بسبب تحول السياسات، مما أدى إلى اعتبار معظم الوقود المستنفد كنفايات. الهدف طويل الأمد لمشروع REDUCE ليس فقط استعادة النظائر عالية القيمة من الوقود المستنفد، ولكن أيضاً تقليل المخزون الضخم من النفايات النووية في الولايات المتحدة بشكل كبير خلال العقود القادمة. يمكن لجهاز PaCERS أيضاً فصل العناصر ذات نصف العمر القصير التي يصعب استعادتها باستخدام العمليات التقليدية، ويساعد في منع تركيز البلوتونيوم بشكل مفرط في عمليات معينة.
قال روس رادل، المدير الفني لشركة Shine Technologies: “يحتوي الوقود المستنفد على كميات كبيرة من المواد القيمة القابلة لإعادة التدوير، وليس مجرد نفايات تحتاج إلى التخزين أو التخلص منها. لقد استخدمنا هذه المواد المشعة لإنتاج نظائر طبية، وسنستخدم هذه التقنية لدفع عملية تجارية لجهاز PaCERS.”
وأضاف أنه مع تقدم عملية التسويق، من المتوقع أن يصبح PaCERS جزءاً مهماً من استراتيجية دورة الوقود النووي في الولايات المتحدة، مما يقلل من كمية النفايات المشعة طويلة العمر التي تحتاج إلى التخلص النهائي، وفي نفس الوقت يوفر إمدادات مستقرة من النظائر للطب والبحث العلمي والصناعة.