ydinpolttoaineesta

Ydinpolttoaine on aine, jota käytetään ydinreaktoreissa fission ylläpitämiseen ja energiantuotantoon. Yleisin polttoaine on uraanidioksidista (UO2) valmistetut pelletit, jotka sijoitetaan putkien sisään ja koottu polttoainesäkeiksi. Reaktorissa neutronit edistävät fissioreaktiota, jonka tuloksena syntyy lämpöä. Polttoaineen suunnittelulla ja syöttöajoilla hallitaan reaktorin suorituskykyä, turvallisuutta ja jaksotusta.

Polttoaineen tyypit ovat riippuvaisia reaktorityypistä. Leued uraani (LEU) on yleisin luonnollisille ja kevyen veden reaktoreille (LWR) käytettävä polttoaine; sen U-235-pitoisuus on noin 3–5 prosenttia. MOX-polttoaineessa uraanin oksidin osuutta täydentää plutoniumin oksidi, jolloin fissio tapahtuu sekä U-235:llä että plutoniumilla. Joissakin reaktoreissa, kuten CANDU-tyyppisissä, käytetään luonnonuraania rikastamattomana polttoaineena.

Valmistus ja kierrätys: uraani rikastetaan ja muunnetaan UO2-pelleteiksi, jotka sijoitetaan putkien sisään ja muodostavat polttoainesäkeitä. Käytetty polttoaine poistetaan reaktorista ja jäähdytetään turvallisesti. Kierrätysprosesseissa, kuten PUREX, erotetaan uraani ja plutonium myöhempää uudelleenkäyttöä varten; käytännöt ja lainsäädäntö vaihtelevat maittain ja ovat tarkasti säänneltyjä.

Käyttö ja jätehuolto: polttoaineen palamista säätelevät turvallisuusnäkökohdat ja reaktorin suunnittelu. Tyypillinen käyttöjakso LWR-reaktoreissa on noin 12–24 kuukautta, jonka jälkeen polttoaine on vaihdettava. Käytetty polttoaine on erittäin radioaktiivista ja lämpöä tuottavaa; sitä varastoidaan ensin allasvarastossa ja myöhemmin voidaan siirtää kuivakäyttöön tai viimeistellä geologiseen loppusijoitukseen. Ydinpolttoaineen kiertoa säädellään tiukasti kansainvälisesti ja kansallisilla viranomaisilla.