Подалі від росії. Міністерство енергетики США замовило дослідження з переробки відпрацьованого ядерного палива
10.02.2026
Міністерство енергетики США (DOE) через Офіс ядерної енергетики оголосило про виділення понад $19 млн п’ятьом американським компаніям на дослідження і розробки технологій переробки відпрацьованого ядерного палива. Проєкти розраховані на строк до трьох років і передбачають щонайменше 20% співфінансування з боку отримувачів.
У DOE заявили, що програма має одночасно «зменшити залежність США від іноземних джерел збагаченого урану» та скоротити обсяги відпрацьованого палива, яке зберігається на майданчиках по всій країні. Окремо в DOE нагадали, що після типового паливного циклу в реакторі використовується менш як 5% енергетичного потенціалу палива, а переробка теоретично може підвищити відпрацьовання ресурсу до 95% і зменшити обсяг відходів до 90%.
Отримувачами фінансування стали Alpha Nur Inc., Curio Solutions, LLC, Flibe Energy Inc., Oklo Inc. та Shine Technologies, LLC. У DOE уточнили, що Alpha Nur працюватиме над вилученням високозбагаченого урану з відпрацьованого палива дослідницьких реакторів із подальшим перетворенням у форму HALEU для повторного використання; Curio Solutions розроблятиме процес отримання гексафториду урану (UF6) з відпрацьованого палива; Flibe Energy вивчатиме електрохімічні методи переробки; Oklo досліджуватиме осадження важких елементів у розплавленій солі для оптимізації дизайну піропереробного заводу; Shine Technologies розроблятиме процесний дизайн із поєднанням транспортування, зберігання та захоронення з гідропереробкою відпрацьованого палива.
Хоча оголошення DOE прямо не називає росію, «припинення залежності від іноземних джерел збагаченого урану» прямо вказує на попередні рішення про згортання співпраці із російським сегментом паливного циклу. У США з 11 серпня 2024 року діє заборона на імпорт російського низькозбагаченого урану (із системою винятків, яка має завершитися до 1 січня 2028 року).
Паралельно офіційна статистика EIA у «Щорічному звіті про маркетинг урану» показує значні обсяги контрактів на послуги зі збагачення з походженням із росії у попередні роки (зокрема 4 141 тис. ОРР у 2023 році). У низці аналітичних публікацій також наголошувалося, що у 2023 році росія забезпечувала близько 27% закупівель послуг зі збагачення для американських АЕС, що робило її одним із ключових постачальників до початку обмежень.
Ще одна нагальна потреба – паливо HALEU для частини інноваційних реакторів і SMR: у публічних галузевих оглядах підкреслювалося, що комерційні обсяги HALEU тривалий час були доступні насамперед через TENEX та Росатом, що і створювало стратегічну залежність. Саме тому спроби «витягнути» цінні ізотопи й уран із відпрацьованого палива та повернути їх у паливний цикл у DOE подають як один із інструментів енергетичної автономії.
Переробка відпрацьованого палива – це багато підходів, які відрізняються тим, що саме вони відділяють (уран, плутоній, мінорні актиніди), в якій формі працюють (оксидне паливо LWR, металеве паливо швидких реакторів, солі), і який ризик створюють із погляду нерозповсюдження.
1. Водна переробка: PUREX і похідні
Найвідоміша промислова схема – PUREX (екстракційне вилучення урану й плутонію з використанням трибутилфосфату (ТБФ) з азотнокислих розчинів). Паливо розчиняють (зазвичай у нітратній хімії), а потім екстракцією розділяють уран і плутоній. Технологія добре обкатана у світі, але її ключовий мінус – утворення відокремленого потоку плутонію, який у системах гарантій сприймається як чутлива категорія з погляду ризиків розповсюдження.
Щоб зменшити цей мінус, пропонують модифікації на кшталт UREX та UREX+, COEX, GANEX тощо. Ідея в тому, щоб не виділяти чистий плутоній, а тримати його разом з ураном або з мінорними актинідами. Але при цьому зростає складність хімії, з’являються додаткові потоки відходів, а паливовиготовлення для сумішей із більшою радіоактивністю стає технологічно важчим і дорожчим. Загальна проблема водних схем – вартість і масштаб: це великі хімічні комбінати з високими вимогами до безпеки, контролю матеріалів та поводження з рідкими високоактивними відходами.
Окремий нюанс: навіть за умови переробки потреба у фінальному захороненні не зникає – просто змінюється склад того, що треба захоронювати (продукти поділу, вторинні відходи, частина довгоживучих ізотопів залежно від обраної схеми). На цьому акцентує, зокрема Конгресова дослідницька служба США у довідці «Міркування щодо переробки відпрацьованого ядерного палива», окремо відзначаючи невизначеність економіки та політико-регуляторні ризики.
2. Піропереробка: електрохімія у розплавах
Піропереробка – це сухависокотемпературна електрохімія (зокрема електрорафінування) у розплавах солей або металів. Її часто пов’язують зі швидкими реакторами та більш “замкненим” паливним циклом. Сильна сторона – потенціал працювати з певними типами палива і скорочувати деякі етапи водної хімії.
Слабкі місця – технологічна зрілість і масштабування, корозія та інші матеріалознавчі проблеми у гарячих солях, складніша метрологія й контроль матеріалів (у частині режимів складніше зафіксувати точний облік актинидів), а також питання того, наскільки ці схеми придатні для масового оксидного палива LWR без попередніх стадій перетворення. Саме до цього класу відносяться частина робіт, які DOE описало для Flibe Energy та Oklo (електрохімічні методи, процеси в розплавлених солях).
3. Видобування UF6 з відпрацьованого палива: фторна чи газова логіка
Ідея отримання UF6 із відпрацьованого палива (яку DOE прямо згадує для Curio Solutions) – це спроба вбудувати рециклінг у звичну для збагачувальної індустрії логістику, де UF6 є стандартною хімічною формою для подальшого збагачення.
Мінуси тут суто інженерні й регуляторні: UF6 – токсичний, хімічно агресивний продукт, процеси фторування/конверсії вимогливі до матеріалів і бар’єрів безпеки, а уранова частина – лише один елемент задачі, бо лишаються трансурани, продукти поділу та вторинні відходи.
Головний мінус усіх схем
Найсильніший аргумент прихильників переробки – ресурсний: у відпрацьованому паливі залишається значна частка енергетичного потенціалу. Але головний структурний мінус – переробка майже завжди означає:
- нові чутливі виробництва (хімія, високі температури, дистанційні операції);
- більше технологічних вузлів, де може виникати затримка, аварійність, перевищення кошторисів;
- складнішу систему гарантій та обліку ядерних матеріалів (особливо якщо з’являються потоки плутонію або сумішей актинидів);
- і все одно потребу у фінальному захороненні (продукти поділу й вторинні потоки нікуди не зникають).
Саме тому в сучасних підходах часто намагаються купити політичну прийнятність не гаслами «переробимо все», а інженерним звуженням задачі: вилучити конкретні ізотопи, отримати конкретну промислову форму (як UF6), або ж зробити рециклінг під конкретний тип реактора/палива – і паралельно тримати нерозповсюдження як обмеження за замовчуванням. Це прямо сформульовано і в повідомленні DOE: відбір проєктів прив’язаний до вимог нерозповсюдження та нацбезпеки.