Pengayaan uranium
Proses pengayaan > Pengayaan uranium yang diproses ulang

Di beberapa negara, bahan bakar bekas diproses ulang untuk memperoleh kembali uranium dan plutoniumnya, dan untuk mengurangi volume akhir limbah tingkat tinggi. Plutonium biasanya segera didaur ulang menjadi bahan bakar oksida campuran (MOX), dengan mencampurnya dengan uranium yang telah terdeplesi.
Jika uranium yang diperoleh dari pemrosesan ulang bahan bakar nuklir bekas (RepU) akan digunakan kembali, uranium tersebut perlu dikonversi dan diperkaya kembali. Hal ini menjadi rumit karena adanya pengotor dan khususnya dua isotop baru: U-232 dan U-236, yang terbentuk oleh atau setelah penangkapan neutron dalam reaktor, dan meningkat dengan tingkat pembakaran yang lebih tinggi. U-232 sebagian besar merupakan produk peluruhan Pu-236, dan meningkat seiring waktu penyimpanan dalam bahan bakar bekas, mencapai puncaknya sekitar sepuluh tahun. Keduanya meluruh jauh lebih cepat daripada U-235 dan U-238, dan salah satu produk turunan U-232 memancarkan radiasi gamma yang sangat kuat, yang berarti bahwa perisai diperlukan dalam setiap pabrik yang menangani material dengan lebih dari sedikit jejaknya. U-236 adalah penyerap neutron yang menghambat reaksi berantai, dan berarti bahwa tingkat pengayaan U-235 yang lebih tinggi diperlukan dalam produk untuk mengimbanginya. Untuk reaktor Borssele Belanda yang biasanya menggunakan bahan bakar yang diperkaya 4,4%, uranium yang diproses ulang yang diperkaya terkompensasi (c-ERU) diperkaya 4,6% untuk mengompensasi U-236. Karena lebih ringan, kedua isotop cenderung terkonsentrasi pada keluaran yang diperkaya (daripada yang terkuras), jadi uranium yang diproses ulang yang diperkaya kembali untuk bahan bakar harus dipisahkan dari uranium segar yang diperkaya. Kehadiran U-236 khususnya berarti bahwa sebagian besar uranium yang diproses ulang hanya dapat didaur ulang satu kali - pengecualian utama adalah di Inggris dengan bahan bakar AGR yang terbuat dari uranium Magnox daur ulang yang diproses ulang. U-234 juga hadir dalam RepU, tetapi sebagai pemancar alfa, hal itu tidak menimbulkan masalah tambahan. Jejak beberapa produk fisi seperti Tc-99 juga dapat terbawa.
Semua pertimbangan ini berarti bahwa hanya RepU dari bahan bakar bekas yang diperkaya rendah dan bermasa bakar rendah yang biasanya didaur ulang secara langsung melalui pabrik pengayaan. Misalnya, sekitar 16.000 ton RepU dari reaktor Magnox* di Inggris telah digunakan untuk membuat sekitar 1650 ton bahan bakar AGR yang diperkaya, melalui dua pabrik pengayaan. Jumlah yang jauh lebih kecil telah digunakan di tempat lain, di Prancis dan Jepang. Beberapa pengayaan ulang, misalnya untuk bahan bakar Swiss, Jerman, dan Rusia, sebenarnya dilakukan dengan mencampur RepU dengan HEU.
Karena bahan bakar Magnox tidak diperkaya sejak awal, bahan bakar ini sebenarnya dikenal sebagai uranium Magnox yang terdeplesi (MDU). Bahan bakar ini diuji dengan kadar U-235 sekitar 0,4% dan diubah menjadi UF6, diperkaya hingga 0,7% di pabrik difusi Capenhurst milik BNFL dan kemudian diperkaya hingga 2,6% hingga 3,4% di pabrik sentrifus milik Urenco. Hingga pertengahan tahun 1990-an, sekitar 60% dari semua bahan bakar AGR dibuat dari MDU dan jumlahnya sekitar 1650 ton LEU. Daur ulang MDU dihentikan pada tahun 1996 karena faktor ekonomi.
Secara teori, proses laser akan ideal untuk memperkaya RepU karena akan mengabaikan semuanya kecuali U-235 yang diinginkan, tetapi hal ini masih harus dibuktikan dengan umpan yang diproses ulang.
Sisa-sisa dari pengayaan uranium yang diproses ulang tetap menjadi milik pengaya. Sebagian uranium daur ulang telah diperkaya oleh Tenex di Seversk untuk Areva, berdasarkan kontrak sepuluh tahun tahun 1991 yang mencakup sekitar 500 ton UF 6. Laporan media Prancis pada tahun 2009 yang menuduh bahwa limbah dari pembangkit listrik tenaga nuklir Prancis disimpan di Seversk ternyata merujuk pada sisa-sisa dari sini.