アメリカのアルゴンヌ国立研究所(Argonne National Laboratory)、SHINE、そしてケース・ウェスタン・リザーブ大学(Case Western Reserve University)は、使用済み核燃料のリサイクルをより容易にするための高速化学分離システムを開発しています。これらのパートナーは、アルゴンヌの放射化学分離用パッケージ遠心装置(Packed Centrifugal Equipment for Radiochemical Separation、略称 PaCERS)をSHINEの核燃料リサイクルプロセスに適応させることに取り組んでいます。
この技術は、通常の重力をはるかに上回る遠心力を生成するために高速回転を利用し、放射性物質をより効果的に分離します。大量の溶剤と複数の処理段階を必要とする従来の方法とは異なり、PaCERSは量子化された低溶剤システムとして設計されており、核燃料リサイクルにおける化学分離ステップをより実用的かつ経済的にすることを目指しています。
この共同プロジェクトは、アメリカ合衆国エネルギー省の高等研究プロジェクト局のエネルギーCURIEプログラムを通じて実施されており、ケース・ウェスタン・リザーブ大学が追加資金の調達を担当し、SHINEがサブコントラクターとして参加しています。このシステムの一つの目標は、ストロンチウム-90(Strontium-90)とアメリシウム-241(Americium-241)を分離することで、これらの放射性同位体は医療、製造業、先進的な電力システムにおいて応用の可能性を持っています。このシステムは、使用済み燃料から他の元素を抽出した後に残る長寿命放射性物質の一種であるマイナーアクチニウム(minor actinides)の回収にも使用されます。
これにより、核燃料リサイクルの目的はウランとプルトニウムの回収にとどまらず、使用済み燃料中のさまざまな成分を分離し、価値のある応用分野に指向することが可能になります。
PaCERSシステムが核燃料リサイクル技術の発展を促進する
SHINEの最高技術責任者ロス・ラデル(Ross Radel)は、「使用済み核燃料は非常に優れた資源であり、貴重な材料が多くリサイクル可能です。単に保管するか、あるいはさらに悪いことに処分するのではなく、私たちは今日、医療同位体を生産するために放射性材料を分離しています。この専門知識をPaCERSの実用化に応用しています。これは、核エネルギーを効果的に再生可能にするための私たちの努力の一環です。」と述べています。使用済み核燃料は通常、廃棄物管理の問題と見なされますが、依然としてかなりのエネルギーと材料を含んでいます。
SHINEは、使用済み核燃料が約90%のエネルギー潜在能力を保持しており、その放射性成分も他の産業用途に利用できると述べています。
PaCERSシステムが特に有用である理由は、化学分離が使用済み核燃料のリサイクルにおける重要な部分であるからです。これらのステップを加速し、資源消費を減少させることで、複数の段階で材料を処理するコストを削減するのに役立ちます。SHINEはまた、核融合によって生成される中性子を利用して長寿命放射性同位体を変換する独立した取り組みを行っています。この方法は、最終的には特定の核廃棄物の隔離期間を数千年から数十年に短縮する可能性があると同社は述べています。この作業は、SHINEのより広範なREDUCEプロセスの一部であり、REDUCEは元素の回収(Recover Elements)-不要物の排除(Destroy Undesirables)-エネルギーの創出(Create Energy)を表します。同社は、アメリカで使用済み核燃料のリサイクルに関する商業試験を行っており、同国は約94,000トンの核燃料を蓄積しています。
この協力は、PaCERSを研究から先進的な核燃料リサイクル施設での実際の展開に向けて推進することを目的としています。

