دورة الوقود النووي

 يمكن تلخيص هذه الدورة في سبع خطوات رئيسية:

1. تبدأ  دورة الوقود باستخراج خام اليورانيوم من المناجم (Mining) ثم يتم طحنه (Milling)  ومعالجته بحامض الكبريتيك لفصل اليورانيوم الذي يمكن استرجاعه من المحلول و ترسيبه في صورة أكسيد اليورانيوم U₃O₈  وهي الصورة التي  يتم بها التسويق .

و من الجدير بالذكر أنه يلزم حوالي 200 طن من أكسيد اليورانيوم في مفاعلات القوى لإنتاج طاقه كهربائية قيمتها  1000 ميجاوات سنوياَ .

2.  تحويل أكسيد اليورانيوم (Conversion) إلى غاز اليورانيوم هكسافلورايد Uranium hexafluoride UF₆   قبل عملية الإثراء .

3. إثراء غاز اليورانيوم enrichment   حيث تستخدم تكنولوجيات متقدمة لزيادة نسبة اليورانيوم s²³⁵Uعن النسبة الطبيعية و هي 0.3% إلى حوالي  3.5-20 % حسب الغرض المطلوب من المفاعل.      و ينتج من هذه العملية اليورانيوم المنضب

 لأن نسبة s²³⁵Uفيه أقل من النسبة الطبيعية    ( 0.3 %)  ولذلك يسمي  " ذيل  Tails "  أي أنه عبارة عن s²³⁸U . وقد استخدم أخيرا في تصنيع القذائف الحربية نظرا لكثافته التي تزيد عن كثافة الرصاص بحوالي 1.7 مرة.

 4. تصنيع الوقود  Fuel fabrication  و ذلك بتحويل UF₆   الذي تم إثراؤه إلى مسحوق ثاني أكسيد اليورانيوم UO₂ ويتم كبسه إلى كبسولات تغلف بعد ذلك بغلاف من سبيكة الزركونيوم Zirconium alloy أو بمادة الصلب لعمل قضبان الوقود Fuel rods التي تجمع في مجموعات للاستخدام في قلب المفاعل .

5. استخدام مجموعات الوقود في قلب المفاعل حيث تتم عمليه الانشطار لنظير  s²³⁵U في تفاعل متسلسل.

 وبالإضافة إلى ذلك يتم تحويل s²³⁸U عن طريق أسر نيوترون إلى نظير s²³⁹Pu لينشطر بدوره حيث يساهم في إنتاج ثلث الطاقة الناتجة من المفاعل.

6.  معالجة مخلفات الوقود Spent fuel reprocessing و الذي يشتمل على حوالي 96% من اليورانيوم الأصلي   و 1% من البلوتونيوم 239  و3% من المخلفات النووية waste  products  و جدير بالذكر بأن اليورانيوم المخلف تكون فيه نسبة  s²³⁵Uهي 1%  فقط.

7. تخزين مجموعات الوقود المخلف من تفاعل الانشطار Spent fuel storage في بركة من المياه Water pond بجوار المفاعل نظراَ لمستوى الإشعاع المرتفع له و كذلك لارتفاع كمية الحرارة الصادرة منه . وهذه المخلفات تنقسم إلى مجموعتين: الأولى يتم معالجتها Reprocessed   لاسترجاع ما يمكن استخدامه مره أخرى كوقود، أما الثانية فيتم التخلص منها بالتخزين.

8.  معالجة مخلفات الوقود Spent fuel reprocessing و الذي يشتمل على حوالي 96% من اليورانيوم الأصلي   و 1% من البلوتونيوم 239 و 3% من المخلفات النوويةproducts waste  وجدير بالذكر بأن اليورانيوم المخلف تكون فيه نسبة  s²³⁵Uهي 1%  فقط.

وفي عملية المعالجة يتم فصل كل من اليورانيوم والبلوتونيوم عن المخلفات النووية لإعادة دورة تحويل اليورانيوم إلى UF₆ لإثرائه مرة أخرى. أما المخلفات النووية المتبقية (3%) و لها نشاط إشعاعي مرتفع فإنها تخزن في حالة سائلة ثم بعد ذلك في حالة صلبة.