Bahan bakar MOX

Bahan bakar oksida campuran, biasanya disingkat sebagai bahan bakar MOX, adalah bahan bakar nuklir yang mengandung lebih dari satu oksida bahan fisil, biasanya terdiri dari plutonium yang dicampur dengan uranium alam, uranium yang diproses ulang, atau uranium terkuras. Selain MOX, bahan bakar nuklir untuk reaktor nuklir adalah pelet uranium alami dan uranium diperkaya. MOX merupakan produk daur ulang dari bahan bakar nuklir bekas. Bahan bakar MOX adalah alternatif untuk bahan bakar uranium yang diperkaya rendah (LEU) yang digunakan dalam reaktor air ringan yang mendominasi pembangkit listrik tenaga nuklir.^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]

Misalnya, campuran 7% plutonium dan 93% uranium alam bereaksi sama, meskipun tidak identik, dengan bahan bakar LEU (3 sampai 5% uranium-235). MOX biasanya terdiri dari dua fase, UO2 dan PuO2, dan/atau larutan padat satu fase (U,Pu)O2. Isi PuO2 dapat bervariasi dari 1,5 wt.% sampai 25-30 wt.% tergantung pada jenis reaktor nuklir.

Salah satu daya tarik bahan bakar MOX adalah cara memanfaatkan kelebihan plutonium tingkat senjata, sebuah alternatif untuk menyimpan kelebihan plutonium, yang perlu diamankan dari risiko pencurian untuk digunakan dalam senjata nuklir. Di sisi lain, beberapa penelitian memperingatkan bahwa normalisasi penggunaan komersial global bahan bakar MOX dan perluasan terkait pemrosesan ulang nuklir akan meningkatkan, bukannya mengurangi, risiko proliferasi nuklir, dengan mendorong peningkatan pemisahan plutonium dari bahan bakar bekas dalam siklus bahan bakar nuklir sipil.

Fabrikasi

Pemisahan plutonium. Langkah pertama adalah memisahkan plutonium dari sisa uranium (sekitar 96% dari bahan bakar bekas) dan produk fisi dengan limbah lainnya (bersama-sama sekitar 3%) dengan menggunakan proses PUREX.
Pencampuran kering. Bahan bakar MOX dapat dibuat dengan menggiling bersama uranium oksida (UO2) dan plutonium oksida (PuO2) sebelum campuran oksida tersebut ditekan menjadi pelet, tetapi proses ini memiliki kelemahan yaitu membentuk banyak debu radioaktif.
Kopresipitasi. Campuran uranil nitrat dan plutonium nitrat dalam asam nitrat diubah melalui perlakuan dengan basa seperti amonia untuk membentuk campuran amonium diuranat dan plutonium hidroksida. Setelah dipanaskan dalam campuran 5% hidrogen dan 95% argon akan terbentuk campuran uranium dioksida dan plutonium dioksida. Menggunakan basis, bubuk yang dihasilkan dapat dijalankan melalui mesin press dan diubah menjadi pelet. Pelet kemudian dapat disinter menjadi campuran uranium dan plutonium oksida.