Uranbränsle

Uranbränsle är den form av kärnbränsle som används i kärnkraftverk för att producera energi genom kärnklyvning. Den dominerande bränsleformen består av uranoxid i pellets som placeras i rör av zirconiumlegering, så kallade bränslestavar, sammansatta till bränslestavar eller bränseldäck. Asså bränslet är utformat för att tåla höga temperaturer och snabba neutroner under lång tid.

Grunden för uranbränsle är uran, där naturligt uran endast har cirka 0,7 procent kärnlätt U-235 och resten U-238. För vanliga vattenkylda reaktorer (LWR) används förädlade uranprover där U-235-andelen oftast ligger runt 3–5 procent. I vissa reaktortyper, som kan använda tungt vatten eller natrium som moderator, kan bränslet vara naturligt uran eller lågt förädlade. För andra reaktortyper, som vissa kan använda olika bränslekonfigurationer, varierar halten av U-235.

Tillverkning av uranbränsle innefattar omvandling av uranmalm till gult kakao (U3O8), kemisk omvandling till uranhexafluorid (UF6) och uppgradering genom anrikning. Efter anrikningen omvandlas uran till UO2-pulver, som pressas och sintras till små bränspelletsformer, placeras i rör av zirconium och sammanfogas till bränslestavar som grupperas i bränsledäck.

När bränslet används i reaktorn absorberas neutroner och klyvs U-235, vilket avger värme och strålning. När bränslet uppnår hög burnup byts det ut och hanteras som spent fuel. Spent fuel kyls i vattenfyllda bassänger innan eventuell vidare hantering. Vissa länder återanvänder plutonium och uran genom återvinning, medan andra proberade eller direkt slutförvarar det som högaktivt avfall i geologiska slutförvar. Bevarandet och regleringen av uranbränsle regleras av internationell säkerhet och nationella tillsynsmyndigheter.