ydinpolttoaineisiin

Ydinpolttoaineet ovat aineita, joita käytetään ydinreaktoreissa energian tuottamiseen fission kautta. Varhaisimmat ja yleisimmät polttoaineet koostuvat fissile- tai fissile-kaltaisista isotoopeista, kuten uraani-235 ja plutonium-239. Polttoaineena voidaan käyttää uraanioksidia (UO2) sekä seoksina, kuten MOX-polttoaine (uraniumoxide ja plutoniumoxide).

Rakenne ja valmistus. Perinteinen uraaniopolttoaine muodostuu UO2-pelleteistä, jotka kootaan polttoaine-elementteihin ja sijoitetaan reaktoriin zirkonium- tai muiden metallikuorien suojaamina. Uraani rikastetaan ennen käyttöä, tyypillisesti noin 3–5 prosenttiin U-235:stä (LEU). MOX-polttoaineessa polttoaine sisältää sekä UO2:ta että PuO2:ta, mikä mahdollistaa plutoniumin käytön hyödyksi.

Käyttö ja kierto. Reaktorissa polttoaineen fissiokierto vapauttaa lämpöä ja tuottaa fissiotuotteita sekä jonkin verran plutoniumia, kun U-238 muuntuu U-pohjaisesta aineesta Pu-239:iin. Polttoaineen käyttöjakso vaihtelee reaktorityypin mukaan, mutta tyypillisesti kestää useita vuosia ennen kuin polttoaine on vaihdettava.

Jätteen käsittely. Käytetty polttoaine on erittäin radioaktiivista ja lämpöä tuottavaa; sitä jäähdytetään ensiksi varastointialtaissa, sitten pääsääntöisesti kuivassa varastointisäiliöissä. Joissain maissa kierrätetään uudelleen uraania ja plutoniumia rekognoidussa prosessissa MOX-polttoaineisiin, mutta useimmat maat tähtäävät pitkäaikaiseen loppusijoitukseen geologisiin muodostumiin.

Turvallisuus ja sääntely. Ydinpolttoaineen tuotanto, kuljetus ja käytöstäpoisto ovat tiukasti säädeltyjä toimenpiteitä, joihin liittyy kriittisyys-, turvallisuus- ja ympäristövaikutusten hallinta sekä kansainväliset valvontamenetelmät.