A study of the nuclear natural resources utilization in open and closed fuel cycles: nuclear energy a sustainable and renewable source of energy

Resumo

Neste trabalho, o uso de recursos naturais foi analisado usando uma metodologia simplificada e assumindo condições de cálculo próximas às reais, a fim de avaliar a sustentabilidade da fonte nuclear e a eficiência no uso desses recursos. Para a análise de ciclos de combustível aberto, foram selecionados quatro reatores, sendo os Reator de Água Pressurizada (PWR) e Reator de Água Pesada Pressurizada (PHWR), dois reatores de Geração II comumente usados ​​até hoje, o reator avançado da Geração III AP1000 e o reator conceitual AP-Th 1000. Para ciclos fechados de combustível, avaliou-se a variação da utilização do recurso natural com a variação do fator de conversão, parametrizado pela queima. Observou-se que os reatores de Geração II utilizam apenas 1% do recurso natural e, apesar dos avanços tecnológicos, o reator da Geração III não apresentou aumento significativo em comparação ao primeiro. O ciclo fechado de combustível, apesar de reciclar o combustível queimado de reatores térmicos, explora apenas cerca de 10% do recurso. Grandes melhorias são observadas nos Fast Breeder Reactors, podendo obter um uso próximo a 100% com o aumento da queima e a minimização de perdas. Embora tenha sido comprovada a viabilidade técnica do uso do tório como combustível nuclear, este seria mais bem usado em ciclo fechado, como no autossustentável Liquid Fluoride Thorium Reactor (LFTR), um reator de Geração IV que pode transformar a energia nuclear em uma fonte de energia sustentável e renovável.