Sıvı florür toryum reaktörü
Fisyon ürünlerinin kaldırılması

LFTR, yakıttan fisyon ürünlerini çıkarmak için bir mekanizmaya ihtiyaç duymaktadır. Reaktörde kalan fisyon ürünleri nötronları emer ve böylece yeni bölünebilir yakıt üretimini azaltır. Bu, birkaç yedek nötron ve emiliminin güçlü olduğu ısıl nötron tayfında (spektrum) bulunan toryum yakıt döngüsünde özellikle önemlidir. Asgari gereklilik, kullanılmış yakıttan değerli bölünebilir malzemenin geri kazanılmasıdır.
Fisyon ürünlerinin çıkarılması, katı yakıt unsurlarının tekrar işlenişine benzer; kimyasal veya fiziksel yollarla çok değerli bölünebilir yakıt atık fisyon ürünlerinden ayrılır. Kusursuz olarak en iyi şekilde, verimli yakıt (toryum veya U-238) ve diğer yakıt bileşenleri (örneğin katı yakıtlardaki taşıyıcı tuz veya yakıt kaplaması) de yeni yakıt için tekrar kullanılabilir. Bununla birlikte, ekonomik nedenlerden ötürü atıklarla sonuçlanabilirler.
Bir LFTR'nin yakıtı eriyik bir tuz karışımı olduğundan doğrudan sıcak erimiş tuzlan çalışan yüksek sıcaklık yöntemleri ve ısıl işlem kullanmak caziptir. Yüksek ısıl işlem/piro işlem (Pyroprocessing) radyasyona duyarlı solventleri kullanmaz ve çürüme ısısı ile kolayca bozulmaz. Reaktörden gelen radyoaktif yüksek yakıtta doğrudan kullanılabilir. Reaktöre yakın yerde kimyasal ayırma yapılması, nakliyeyi önler ve yakıt çevriminin toplam stokunu düşük tutar. kusursuz bir biçimde, yeni yakıt (toryum) ve atık (fisyon ürünleri) haricindeki her şey tesis içinde kalır.
Yerinde işleme, sürekli çalışmak, tuzun küçük bir kısmını her gün temizlemek ve reaktöre geri göndermek için planlanmaktadır. Yakıt tuzunu çok temiz yapmaya gerek yoktur; amaç, fisyon ürünlerinin ve diğer yabancı maddelerin (örneğin oksijen) konsantrasyonunu yeterince düşük tutmaktır. Özellikle nötron yakalamada büyük bir kesit alanına sahip oldukları için nadir toprak elementlerinin bazılarının konsantrasyonları düşük tutulmalıdır. Cs veya Zr gibi küçük kesitli diğer bazı öğeler, kaldırılmadan önce uzun yıllar boyunca birikebilir.
Daha soy metaller (Pd, Ru, Ag, Mo, Nb, Sb, Tc) normal tuzda florür oluşturmaz, ancak tuz içinde ince metalik parçacıklar oluştururlar. Isı eşanjörü (değiştirici) veya çıkarılması daha kolay olan bazı yüksek yüzey alanlı filtreler gibi metal yüzeylerde plakalanabilirler. MSRE (Molten-Salt Reactor Experiment, Erimiş Tuz Reaktörü Deneyi) sadece nispeten kısa bir işletme deneyimi sağladığı ve bağımsız laboratuvar deneyleri zor olduğu için, bu asil unsurların sona ereceği konusunda halen bazı belirsizlikler bulunmaktadır.
Xe ve Kr gibi bazı elementler helyum desteğiyle gaz olarak kolaylıkla çıkar. Buna ek olarak, "soy" metallerin bir kısmı ince bir buhar halinde gazla birlikte alınır. Özellikle, Xe-135'in hızlı bir şekilde çıkarılması önemlidir, çünkü bu çok güçlü bir nötron zehiridir ve reaktörde bırakıldığında reaktör kontrolünü daha da zorlaştırır. Xe'nin giderilmesi de nötron ekonomisini geliştirir. Gaz (çoğunlukla He, Xe ve Kr), Xe-135'in ve diğer kısa ömürlü izotopların büyük bir kısmı çürümeyene kadar yaklaşık 2 gün bekletilir. Daha sonra gazın çoğu geri dönüşüme tabi tutulabilir. Birkaç ay daha bekletildikten sonra, radyoaktiflik, düşük sıcaklıktaki gazı, helyuma (yeniden kullanım için), ksenona (satış için) ve kriptona ayırmak için yeterince düşüktür. Kripton, Kr-85'in bozunmasını beklemek için uzun bir süre (birkaç on yıl) depolanmaya (örneğin, sıkıştırılmış biçimde) ihtiyaç duyar.
Tuz karışımını temizlemek için çeşitli kimyasal ayırma yöntemleri önerilmiştir. Klasik PUREX yeniden işleme ile karşılaştırıldığında, Yüksek ısıl işlem/piro işlem (Pyroprocessing) daha özlü yapıda olabilir ve daha az ikincil atık üretebilir. LFTR tuzunun yüksek ısıl işlemleri zaten uygun bir sıvı biçim ile başlar, bu nedenle katı oksit yakıtlarını kullanmaktan daha ucuz olabilir. Bununla birlikte, tam bir erimiş tuz yeniden işleme tesisi kurulmadığından, tüm testler laboratuvarla sınırlı olmuş ve sadece birkaç element var olmuştur. Ayrımı iyileştirmek ve yeniden işleme işini daha ekonomik hale getirmek için daha fazla araştırma ve geliştirme gerekmektedir.
Uranyum ve diğer bazı elementler florin uçuculuğu denilen bir işlemle tuzdan uzaklaştırılabilir: Bir florin bir gaz olarak uçucu yüksek değerlikli fluorürleri giderir. Bu ağırlıklı uranyum-233 yakıtı içeren uranyum hekzaflorür, aynı zamanda neptünyum hekzaflorür, teknetiyum hekzaflüorür ve selenyum heksaflorür yanı sıra bazı diğer fisyon ürünlerinin (örneğin iyot, molibden ve tellür) florürlerini içerir. Uçucu florürler ayrıca adsorpsiyon ve damıtma ile ayrılabilir. Uranyum hekzaflorür kullanımı zenginleştirmede iyi bir şekilde kurulmuştur. Yüksek değerli florürler yüksek sıcaklıklarda oldukça aşındırıcıdır ve Hastelloy'dan daha dirençli materyal gerektirirler. ORNL'deki MSBR programındaki bir öneri katılaşmış tuzu koruyucu bir tabaka olarak kullanıyordu. MSRE reaktöründe, yakıt tuzundan uranyum çıkarmak için florin uçuculuğu kullanıldı. Ayrıca katı yakıt unsurlarıyla birlikte kullanılmak üzere florin uçuculuğu oldukça iyi geliştirilmiş ve test edilmiştir.
MSRE programı sırasında denenen diğer bir basit yöntem yüksek sıcaklık vakum damıtımıdır. Uranyum tetraflorür ve LiF ve BeF taşıyıcı tuzu gibi düşük kaynama noktalı florürler damıtmayla uzaklaştırılabilir. Vakum altında sıcaklık ortam basıncının kaynama noktasından daha düşük olabilir. Dolayısıyla, yaklaşık 1000 °C'lik bir sıcaklık, FLiBe taşıyıcı tuzunun çoğunu geri kazanmak için yeterlidir. Bununla birlikte, prensip olarak mümkün olsa da, toryum florürün daha da yüksek kaynama noktalı lantanit floridlerinden ayrılması, çok yüksek sıcaklıklara ve yeni malzemelere ihtiyaç duyar. Bölünebilir yakıt olarak uranyum kullanan 2 akışkanlı tasarımlar için kimyasal ayırma, bu iki akışkan nispeten basit işlemlerle birlikte çalışabilir: Örtü tuzundan çıkan uranyum florin uçuculuğu ile giderilebilir ve çekirdek tuzuna aktarılabilir. Bölünebilir ürünleri çekirdek tuzundan çıkarmak için önce uranyum florin, uçuculuğu ile giderilir. Daha sonra taşıyıcı tuz yüksek sıcaklık damıtımı ile geri kazanılabilir. Lantanitler de dahil olmak üzere, yüksek kaynama noktasına sahip florürler atık olarak geride kalır.
Oak Ridge'in erken dönem kimya tasarımları çoğalma ile ilgilenmedi ve hızlı ıslahı amaçladı. Protaktinyum-233'ün ayrılması ve depolanması planlandı, bu nedenle reaktördeki nötron yakalamadan ve yok edilmeden, uranyum-233'e kadar bozunabildi. 27 günlük yarılanma ömrüyle 2 aylık bir depolama 233Pa çözünürlüğünün %75'inin 233U yakıtla bozunmasını sağlamaktaydı. Bir LFTR için protaktinyum çıkarma adımı kendiliğinden gerekli değildir. Birbirini izleyen çözümler daha düşük bir güç yoğunluğunda ve dolayısıyla daha geniş bölünebilir envanterde (1 veya 1.5 akışkanlı için) veya daha büyük bir örtü ile (2 akışkanlı için) çalışmaktadır. Ayrıca daha sert bir nötron tayfı, protaktinyum yalıtımı olmaksızın kabul edilebilir bir üreme elde etmeye yardımcı olur.
Pa ayrılığı belirtilirse, bu durumun etkili olabilmesi için oldukça sık yapılması gerekir (örneğin her 10 günde bir). 1 GW, 1 akışkan tesisi için bu, yakıtın yaklaşık %10'u veya yakıt tuzunun yaklaşık 15 t'unun her gün yeniden işleme tabi tutulması gerektiği anlamına gelir. Bu, ancak maliyetler katı yakıt yeniden işleme konusundaki şu andaki maliyetlerden çok daha düşükse mümkündür.
Daha yeni tasarımlar genellikle Pa kaldırılmasını önler ve kimyasal ayrıştırma için gereken boyut ve maliyetleri azaltan yeniden işleme tuzu gönderirler. Aynı zamanda, kimyasal olarak ayrılmış Pa'nın çürümesinden elde edilebilecek yüksek saflıkta U-233'ten dolayı çoğalma endişelerini de önler.
Fisyon ürünleri toryum ile karıştırılırsa ayırma daha zor olur, çünkü toryum, plütonyum ve lantanitler (nadir toprak elementleri) kimyasal açıdan birbirine benzerdir. Hem protaktinyumun ayrılması hem de lantanitlerin uzaklaştırılması için önerilen bir işlem de, erimiş bizmut ile temastır. Redoks tepkimesinde bazı metaller bizmut eriyiğine katılmış lityum karşılığında bizmut eriyiğine aktarılabilir. Düşük lityum konsantrelerinde U, Pu ve Pa bizmut erime şekline hareket eder. Daha az indirgeme koşullarında (bizmut erimesinde daha fazla lityum) lantanitler ve toryum bizmut eriyik içine de aktarılır. Fisyon ürünleri daha sonra bizmut alaşımından ayrı bir aşamada (örn. Bir LiCl eriyik ile temas ettirilerek) aktarılır. Ancak bu yöntem çok daha az gelişmiş bir yöntemdir. Alüminyum gibi diğer sıvı metallerle de benzer bir yöntem mümkün olabilir.