Blandt stakken med ting jeg skulle have læst i sommerferien, var en herlig rapport fra OECD's NEA's WPFC.

Hvis du kan deciffrere den bogstavsuppe uden at slå den op, er du selvskrevet medlem af REO.

NEA = "Nuclear Energy Agency" WPFC = "Working Party for scientific issues of the Fuel Cycle"

Rapporten handler om hvordan det lige er man kommer fra brugt reaktorbrændsel til nyt reaktorbrændsel og en minimal mængde affald der skal graves ned.

Hvis man har fulgt med i kemitimen i gymnasiet, vil man vide at det er noget flueknepperi at skille de såkaldt "sjældne jordarter" fra hinanden: De ligner hinanden utroligt meget kemisk set, fordi de har samme konfiguration af valenselektroner.

Opgaven bliver ikke nemmere af at "råmaterialet" er stærkt radioaktivt fra en cocktail af fissionsprodukter i fast, flydende og gastform og indkapslet i metalrør der kan holde til stort set hvad som helst.

Groft sagt er der tre overordnede metoder i spil.

I USA og Europa bruger man vidreudviklinger af den originale "PUREX" process fra Manhattan projektet.

Man starter med at klippe brændselsstængerne i 5cm lange stumper og opløse brændslet i saltpetersyre og derefter kaster man sig ud i en lang række to-fase ion-bytte processer som takket være "TBP", tributylfosfat, kan skille uran og plutonium fra resten.

Det var hvad man havde behov for under anden verdenskrig, men siden da er der kommet flere processtrin til, for at få styr på diverse ubehagelige fissionsprodukter.

Illustration: Privatfoto

Det er krads kemi og der produceres en masse flydende affald, ikke mindst forurenet saltpetersyre, hvorfor man må tilføje yderligere processtrin for at komme det problem til livs osv.

Det er i runde træk PUREX og varianter som USA og England betaler milliarder for at rydde op efter i disse år: I forhold til de kemiske fabrikker er selve de reaktorer der producerede plutonium til atombomberne langt billigere at dekommisionere (B-reaktoren er f.eks lavet til museum)

I Japan og Korea har man erstattet saltpetersyren med afbrænding i ren ilt, det giver alle mulige spændende metaloxider som man kan skille ad via elektrolyse i smeltede alkalisalte.

Det er heller ikke noget man "bare gør", smeltede salte er ret reaktive og smeltede alkalisalte endnu mere.

Bemærk at man bruger en flydende cadmium elektrode som bliver forurenet af alle mulige grumme metaller og derfor må der boltes et process-trin på som kan vacuumdistillere cadmium.

Og endelig er der Rusland som "brænder" brændslet af med grundstoffet Fluor.

Uran bliver nemt til UF4 og UF6 i fluorgas (F2), men Plutonium er noget mere sløv i optrækket, der må man bruge atomar Fluor.

Fidusen er at metalfluoriderne har bekvemt forskellige fysiske egenskaber:

F.eks kan man distillere UF6 og PF6 fra hinanden ved lavere temperaturer end Vodka kræver.

Men alt i alt er processen ikke væsentligt simplere:

Alt i alt er det en meget spændende og tankevækkende rapport.

Der er lagt uhyggeligt meget laboratoriearbejde i at få sorteringsprocessen til at blive så god som muligt, og folk der når til 99.998% i kemi har min dybeste respekt, ikke mindst når stort set det hele foregår vel udenfor armslængde, bag blyglas osv.

Men den stabile basmelodi i hele rapporten er korrosionsproblemer, ting der kan opløse sjældne jordarter kan også opløse stort set hvad som helst andet og vi er ude i specielle typer rustfri stål med snævre legeringsmarginer, grafit af speciel morfologi osv. osv.

Vi kommer heller ikke udenom at det er kemi af værste skuffe, at man ikke kan opretholde 99.998% i industriel skala og at der vil ske ulykker og fejl når man presser ton efter ton tungmetalskrot igennem en komplex kemisk labyrint.

Det kan naturligvis gøres bedre end Hanford og Sellafield, det var ikke lige miljø og bæredygtighed der var højest på deres agenda. (Interessant nok viser de gamle status rapporter fra Argonne, at deres kemikere faktisk var opmærksomme på den slags, det var åbenbart først under opskaleringen "bare hæld det i floden" blev en løsningsmodel.)

Numerisk set er det meget få af de processer rapporten beskriver der er kommet udenfor laboratorie og småskalaforsøg og der udestår der en masse dyr industrialisering inden det bliver rutine at sortere et læs brugt atombrændsel.

Men alt i alt kan jeg ikke ligefrem påstå at jeg er blevet venligere stemt overfor "closed fuel cycle" efter at have læst rapporten.

Det er rart at vide at verdens kemikere ikke stikker op for bollemælk bare fordi et par håndfulde metaller har samme tophue på.

Men derfra til at kaste sig ud i kemi med kogende saltpetersyre, 650°C varm flydende lithiumfluorid og atomar fluor på industriel skala ?

Det bliver uden mig.

Grav stadset ned i stedet.

phk

PS: Min yndlingskemiker har en blog-kategori der hedder "Things I wont work with" som jeg varmt kan anbefale for både oplysning og humor.