Американські компанії Curio, NuScale Power і Framatome вивчатимуть можливість використання матеріалів, вилучених із відпрацьованого ядерного палива, для виробництва нового палива та іншої продукції. Підписаний меморандум поки що не передбачає постачання переробленого палива для реакторів NuScale.

Відповідно до меморандуму, оголошеного 6 серпня, сторони проведуть технічні оцінки, дослідження здійсненності, аналіз ланцюгів постачання та сумісності технологічних процесів. Вони також мають визначити можливі напрями розроблення, кваліфікації, виготовлення та комерціалізації нового палива.

Curio відповідатиме за технологію перероблення ВЯП NuCycle, Framatome має компетенції у проєктуванні, кваліфікації та виробництві ядерного палива, а NuScale розробляє малий модульний водо-водяний реактор потужністю 77 МВт.

У березні 2026 року NuScale і Framatome уже розширили окрему угоду про виробництво палива. Framatome готує підприємство в Річленді у штаті Вашингтон до випуску щонайменше 444 паливних збірок NuFUEL-HTP2 для першого американського замовника NuScale з можливим початком постачання у 2030 році. Конструкція цього палива ґрунтується на перевіреній технології палива для PWR.

Новий меморандум додає до цієї співпраці питання походження ядерного матеріалу.

NuCycle є не типом ядерного палива, а технологічною схемою перероблення ВЯП. Вона поєднує кілька процесів.

Спочатку оксидне паливо окиснюють, унаслідок чого таблетки руйнуються і перетворюються на порошок, який можна відокремити від цирконієвої оболонки. Далі застосовують селективне фторування: основну частину урану переводять у газоподібний гексафторид урану UF6. Після очищення цей продукт можна знову спрямувати на збагачення та виробництво оксидного палива.

Плутоній, залишковий уран і мінорні актиноїди передбачається вилучати групою за допомогою електролізу в розплаві солей. Таким чином, у процесі не має утворюватися окремий потік чистого плутонію, що повинно зменшити ризики розповсюдження ядерних матеріалів.

Згідно з презентацією Curio для програми ARPA-E CURIE, технологічна схема складається з окиснення для зняття оболонки та подрібнення палива, селективного фторування для вилучення основної маси урану і електрохімічного співвилучення трансуранових елементів.

Окремі етапи вже випробували в лабораторіях Міністерства енергетики США. За даними Curio, під час дослідів вдалося вивільнити з оболонки понад 99,75% модельного палива, а процес одержання UF6 масштабували до 100 грамів. Водночас електрохімічний етап поки підтверджено переважно дослідженнями окисно-відновної поведінки актиноїдів у розплаві солей.

Отже, йдеться про лабораторний, а не промисловий рівень готовності. У вересні 2025 року Curio повідомляла, що інтегровані випробування з реальним ВЯП ще мають відбутися в Айдахській національній лабораторії, а демонстрацію пілотного модуля компанія планує до кінця 2027 року.

У лютому 2026 року Міністерство енергетики США виділило понад $19 млн п’ятьом компаніям на дослідження технологій перероблення ВЯП. Проєкт Curio у межах цієї програми стосується одержання UF6 із відпрацьованого палива.

Найпоширенішою промисловою схемою залишається PUREX із подальшим виробництвом MOX-палива. На підприємстві La Hague у Франції ВЯП розчиняють в азотній кислоті, після чого уран і плутоній очищують та розділяють. За даними Orano, у такий спосіб можна вилучити до 96% маси ВЯП: близько 95% припадає на уран і 1% – на плутоній. Плутоній використовують у MOX-паливі, що містить від 3% до 12% плутонію.

Однак у теплових реакторах таке паливо переважно використовують лише один раз. Воно скорочує споживання природного урану, але не забезпечує повного спалювання плутонію та мінорних актиноїдів. Для багаторазового замикання циклу зазвичай розглядають швидкі реактори.

У США єдиний комерційний завод із перероблення ВЯП працював у Вест-Веллі у 1966–1972 роках. Він переробив близько 640 тонн палива та утворив понад 600 тис. галонів рідких високоактивних відходів, які згодом довелося оскловувати. Нині об’єкт перебуває на етапі тривалого очищення і демонтажу.

У 1977 році адміністрація Джиммі Картера запровадила безстрокове відтермінування комерційного перероблення через ризики розповсюдження плутонію. Рональд Рейган скасував його у 1981 році, проте приватна промисловість не відновила перероблення через високу вартість, зміну прогнозів розвитку атомної енергетики та регуляторні ризики.

NuCycle не є принципово першим способом повернути матеріали з ВЯП у паливний цикл. Окремо окисне подрібнення палива, фторидну леткість, групове вилучення актиноїдів та електроліз у розплавах досліджують десятиліттями.

Відмінність полягає у поєднанні цих операцій в одній компактній модульній схемі. Вона має одночасно виробляти придатний до повторного збагачення UF6, суміш трансуранових елементів для перспективних реакторів та окремі цінні ізотопи, не створюючи потоку чистого плутонію.

Для реакторів NuScale найбільш прямим маршрутом, виходячи з їхньої нинішньої паливної конструкції, було б повернення вилученого урану у звичайний цикл: UF6, повторне збагачення, виробництво UO2 і виготовлення збірок NuFUEL-HTP2. Це поки лише логічний висновок із характеристик технологій. У меморандумі не зазначено, що NuScale планує використовувати MOX-паливо або суміш плутонію та мінорних актиноїдів.

Так само заявлене Curio скорочення залишкового обсягу відходів на 97% є оцінкою самої компанії. Зменшення маси чи обсягу не означає зникнення високоактивних відходів: продукти поділу, технологічні відходи та оболонки необхідно кондиціонувати, а остаточне геологічне захоронення залишається потрібним за будь-якої схеми паливного циклу.

Отже, меморандум Curio, NuScale і Framatome є спробою з’єднати перероблення ВЯП, виробництво палива і конкретну реакторну технологію в одному ланцюгу. Але до фактичного використання такого палива необхідно пройти пілотну демонстрацію NuCycle, визначити склад паливного продукту, провести його опромінення та кваліфікацію, ліцензувати виробництво і підтвердити економічну доцільність процесу.