Una parte de la investigación en las aplicaciones de los aceleradores está orientada hacia los residuos radiactivos, veremos como sería posible usar aceleradores para tratar los residuos.
Según el Instituto de Energía Nuclear americano, los EEUU generan más de 2000 toneladas de residuos nucleares cada año. De media, el uranio utilizado en las plantas nucleares dura tres años antes de dejar de producir suficiente energía y ser desechado. El fuel se retira de la planta y se almacena durante un periodo en unas grandes piscinas rodeadas de paredes de cemento hasta que el material deja de estar caliente. El uranio representa el 94.5 por ciento y el plutonio el 1% de los residuos. El resto de los constituyentes son actinidos, entre ellos neptunio, curio, americio además de otros productos de la fisión. Si el fuel es re-procesado, se separarán químicamente el uranio y plutonio (que podrían volver a ser utilizados) del resto de material radiactivo. Cerca del 97% del fuel puede ser reciclado dejando el 3% de material altamente radiactivo. Pero el procesado no parece la práctica más común y en muchos casos los residuos simplemente se almacenan en instalaciones subterráneas o en contenedores.
Entre los residuos se encuentran los actinidos que combinan alta radiactividad con una larga vida media. Alrededor de 10.000 años son necesarios para que el americio se desintegre y llegue a niveles de radiación del uranio utilizado como fuel en el reactor. Utilizando aceleradores se podría transmutar estos elementos radiactivos. La transmutación de estos actinidos, es la transformación de estos isotopos en otros bombardeandolos con un flujo de neutrones. La idea es transmutar estos átomos de vida media larga en otros de vida media mas corta. Aceleradores conseguirían transmutar el americio en otros isotopos con una vida media de menos de 500 años. Su eliminación no los excluye de su almacenamiento en instalaciones subterráneas, pero reduciría el tiempo en estas instalaciones y el posible daño al medio ambiente.
Esfuerzos en esta dirección están empezando. En Bélgica ya se ha aprobado MYRRHA (Multipurpose hYbrid Research Reactor for High-end Applications). En la actualidad se encuentra en fase de diseño, el laboratorio albergará en un acelerador protones de 600 MeV dedicado a la investigación del reciclaje de material radiactivo. La construcción empezará en 2016 y se prevé que este totalmente operativo en 2023. Estas instalaciones producirán además radio-isotopos para diagnosis medica y posibles aplicaciones comerciales en el ámbito de energías renovables.
Hasta recientemente este tipo de tratamiento se creía excesivamente caro debido a las instalaciones requeridas, pero con las mejoras en los aceleradores se esta convirtiendo en una alternativa cada vez más viable. La investigación se está realizando principalmente en Europa, China y Japón, a pesar de ser grandes productores de residuos los Estados Unidos están solo empezando a investigar esta tecnología.
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Reciclaje de residuos nucleares,
Tal vez si ellos hubieran enfriado los desechos y los bombardearan podrían estos transmutarse a otros elementos que ayuden a retroalimentar al reactor.