一种快速反应堆系统 可缩短长寿命裂变产物的寿命

东京工业大学(东京工业大学)的科学家团队与东北大学，东京城市大学和日本原子能机构合作，提出了一种解决放射性废物处理问题的新方法。

发表在“ 科学报告 ”上的新方法可以大大减少长寿命裂变产物[1](LLFPs)的有效半衰期(将放射性物质降低到安全水平所需时间的指标)几千年到一百年之内。

如何处置核废料是当今世界面临的最大困境之一。该问题涉及在使用诸如钚铀氧化还原萃取(PUREX)等再加工方法从废核燃料中回收铀和钚后如何处理放射性废物。

虽然将埋藏在地下深处的废物广泛视为最可行的选择，但正在探索一些减少贫化燃料储存的战略。其中最有希望的是分区和嬗变(P&T)策略。这涉及将燃料分离成次要的act系元素[2](MAs)和LLFPs，然后将MA和LLFPs转化为短寿命的核素。

到目前为止，P&T策略一直受限于在LLFP同位素经历嬗变之前分离LLFP同位素的昂贵且繁琐的需求。此外，由于中子捕获截面较小，一些LLFP不能捕获足够的中子以进行有效的嬗变。

Satoshi Chiba在东京工业大学领导的这项新研究表明，在不需要同位素分离的情况下，可以在快速光谱反应堆中实现LLFP的有效嬗变。通过添加称为氘化钇(YD2)的慢化剂(或减速材料)，该团队发现LLFP嬗变效率在反应器的径向覆盖层和屏蔽区域中增加。研究人员表示，这是因为主持人“能够软化从核心泄漏的中子谱”。

千叶和他的同事专注于六种LLFP：硒-79，锆-93，锝-99，钯-107，碘-129和铯-135。计算表明，这些LLFPs的有效半衰期可以大大减少，从而可以有效降低长冷却时间域的总放射毒性。

在这种实验中，支持率(即，嬗变率与生产率的比率)是嬗变效率的重要指标。该团队表明，所测试的所有六种LLFP均达到1.0以上的支持率，这代表了之前研究结果的巨大改进。

研究人员表示，使用他们的方法，目前在日本储存的17,000吨LLFP可能会使用10个快速光谱反应堆进行处理。他们的方法还有助于发电和支持核不扩散的努力。

技术用词

[1]长寿命裂变产物(LLFPs)：核裂变产生的半衰期长的放射性物质。该研究涉及LLFPs硒-79，锆-93，锝-99，钯-107，碘-129和铯-135。

[2]次act系元素(MAs)：在核燃料中合成的元素，如铀和钚，如ne，americ和cur。

[3]嬗变：由中子俘获引起的变化导致LLFP转化为短寿命或非放射性核素。