Processo di pirometallurgia mediante l’impianto pilota Pyrel III

La pirometallurgia nel campo nucleare è stata sviluppata allo scopo di mettere a punto un processo economicamente conveniente, in grado di contribuire alla non proliferazione di armamenti nucleari, e dotato di un’elevata operatività, associata ad una bassa produzione di rifiuti. Il recupero di radionuclidi a lunga vita viene incontro, per quanto possibile, all’esigenza di evitare lo smaltimento dei rifiuti ad alta attività in strati geologici profondi, che sta incontrando la crescente opposizione dell’opinione pubblica. La possibilità di applicare la pirometallurgia al riprocessamento di diverse tipologie di combustibile nucleare (metallico, ad ossidi misti, a nitruri, ad alto “burn-up”, ecc.), consente il recupero dei radionuclidi a lunga vita ed il loro riciclo in diversi tipi di reattori ai fini della trasmutazione. Inoltre, per i combustibili previsti per i reattori di IV generazione (UO2, MOX, a carburi, a nitruri, ecc.), rappresenta l’unica effettiva possibilità di trattamento, non essendo applicabili, o risultando di difficile applicazione in questi casi i più comuni e collaudati metodi di idrometallurgia. Al fine di verificare la fattibilità del processo pirometallurgico è stato realizzato l’impianto pilota Pyrel III, operante “a freddo” sia con combustibile metallico (simulato), sia con ossidi o con nitruri metallici. Nel presente rapporto vengono presentati gli ultimi componenti di impianto realizzati e vengono illustrati alcuni importanti aspetti ingegneristici degli impianti pirometallurgici, quali il rivestimento del crogiolo con materiali protettivi, la rimozione dei gas formatisi nel corso degli esperimenti di elettroraffinazione e riduzione elettrolitica, come pure le modalità di trasferimento e purificazione dei sali fusi.