Отработавшее ядерное топливо — отход или ресурс? Потенциал извлечения стратегических материалов при переработке для обеспечения устойчивости и совершенствования обращения с отходами

Ядерное топливо в исходном состоянии является наиболее концентрированной формой энергии, а после использования — одним из наиболее опасных материалов, известных человечеству. Хотя его обычно рассматривают как отход — во всем мире хранится более 300 000 тонн, и ежегодно накапливается еще 7–11 000 тонн, — отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) представляет собой значительный потенциальный источник дефицитных и ценных стратегических материалов. Помимо основных (U и Pu) и минорных (Np, Am и Cm) актинидов, которые могут использоваться для дальнейшего производства энергии, в процессе деления образуются также редкоземельные элементы (Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd и Tb), металлы платиновой группы (Ru, Rh, Pd и Ag), благородные газы (He, Kr и Xe), а также ряд изотопов, полезных для медицинских целей и производства энергии. Одной из причин накопления столь значительных объемов ОЯТ является низкая распространенность его рециклирования (или переработки), что обусловлено прежде всего высокими капитальными и эксплуатационными затратами, а также обеспокоенностью по поводу распространения ядерных материалов и образующихся отходов. В настоящем исследовании будет рассмотрен преимущественно недооцененный потенциал извлечения стратегических материалов из ОЯТ, что может компенсировать затраты и способствовать внедрению современных методов обращения с отходами, направленных на минимизацию их объемов, тем самым повышая устойчивость ядерного топливного цикла на пути к достижению нулевого уровня чистых выбросов. Также будут выявлены потенциальные проблемы реализации этой концепции.