Szybki, mały reaktor jądrowy jako narzędzie transformacji w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym

Abstract

Celem pracy jest przedstawienie koncepcji ukierunkowania wybranego segmentu w energetyce jądrowej na model gospodarki cyrkularnej poprzez wykorzystanie zubożonego uranu (DU). Obecnie jest on składowany jako produkt uboczny powstający w procesach wzbogacania uranu naturalnego, jednak w proponowanym ujęciu może pełnić rolę wsadu do wytwarzania paliwa jądrowego przy jednoczesnej produkcji energii elektrycznej. Opracowano uruchamialny model małego reaktora szybkiego w układzie seed-blanket z paliwem w postaci azotku uranu UN(¹⁵N). W ujęciu środowiskowym rozwiązanie może poprawić efektywność wykorzystania zasobów i ograniczać antropopresję związaną z pozyskiwaniem surowców pierwotnych. Przesunięcie popytu materiałowego z wydobycia na zagospodarowanie DU wspiera ochronę środowiska przyrodniczego. Wpisuje się tym samym w cele zrównoważonego i odpowiedzialnego rozwoju energetyki.

The aim of this work is to present a concept for reorienting a selected segment of the nuclear energy sector toward a circular-economy model by utilizing depleted uranium (DU). DU is currently stockpiled as a side product generated during uranium enrichment; however, in the proposed approach it can serve as feedstock for nuclear-fuel production while simultaneously generating electricity. An executable, simulation model of a small fast reactor in a seed-blanket configuration using uranium nitride fuel UN(¹⁵N) was developed. From an environmental perspective, the concept may improve resource-use efficiency and reduce anthropogenic pressure associated with the extraction of primary raw materials. Shifting material demand from mining to the utilization of DU supports the protection of the natural environment. The proposed approach therefore aligns with the goals of sustainable and responsible energy development.