polttoainekiertojen

Polttoainekiertojen käsite viittaa ydinpolttoaineen elinkaareen energiantuotannossa. Se kattaa sekä polttoaineen valmistamisen ja käyttöönoton reaktorissa että sen jälkeiset vaiheet, kuten varastoinnin ja loppukäsittelyn tai kierrätyksen. Kiertoa voidaan tarkastella sekä “ensimmäisen kierroksen” (front end) että “takaisin kiertävän” (back end) näkökulmasta. Tavoitteena on hyödyntää uraanin fissiokykyä mahdollisimman tehokkaasti ja turvallisesti sekä minimoida ympäristövaikutukset.

Front end -vaiheet sisältävät uraanin louhinnan ja rikastamisen sekä polttoaineen valmistuksen. Louhituista malmista erotetaan uraanirikaste, joka muunnetaan polttoaineen valmistukseen soveltuvaan muotoon. Rikastus (enriching) lisää U-235:n osuuden, jotta polttoaine soveltuu reaktorikäyttöön. Lopuksi uraani valmistetaan polttoaineeksi, usein polttoainesauvoiksi tai -langoiksi, jotka toimitetaan reaktorin käyttöä varten.

Reaktorikäyttössä polttoaine sijoitetaan reaktoriin, jossa ydinfissio vapauttaa energiaa. Polttoaineen käyttöikä vaihtelee reaktorityypin mukaan ja voi olla usean vuoden mittainen ennen kuin polttoaineen osuus fissiileistä aineista on liian vähäinen. Käytön aikana polttoainepakkaukset pyritään vaihtamaan turvallisesti, ja jäte käsitellään jätetyön turvallisuuden ja säännösten mukaisesti.

Back end -vaiheessa loppukäyttöpolttoaineen käsittely ja loppusijoitus ovat ratkaisevia. Vaihtoehtoina ovat välivarastointi (kansituutisten poolit ja kuivavarastoinnit) sekä loppusijoitus. Joissakin maissa on käytössä kierrätys- tai uudelleenkäyttöprosesseja, kuten polttoaineen reprocessing ja MOX-polttoaineen valmistus, mikä muodostaa suljetun kierron. Useimmissa maissa suurin osa polttoaineesta on kertakäyttöistä, jolloin loppujäte käsitellään tai sijoitetaan turvallisesti pitkällä aikavälillä.

Polttoainekiertojen turvallisuus, ympäristövaikutukset ja poliittiset päätökset vaikuttavat niiden rakenteeseen ja toteutukseen sekä kansallisella että kansainvälisellä tasolla.