Reatores nucleares avançados incluem geração III+, geração IV e pequenos módulos, visando maior eficiência e menos resíduos.
O ciclo de combustível pode ser aberto, parcialmente fechado ou totalmente fechado, sendo a reciclagem essencial para a sustentabilidade.
O processo PUREX é o método comercial dominante para separar urânio e plutônio do combustível gasto.
Reatores de alta temperatura usam combustível TRISO, que proporciona alta queima e retenção de produtos de fissão, mas dificulta o reprocessamento.
Reatores rápidos resfriados a chumbo permitem um ciclo totalmente fechado com reprocessamento pirometalúrgico de combustíveis metálicos.
Reatores de sal fundido permitem processamento contínuo de combustível, mas enfrentam desafios de corrosão e separação química em alta temperatura.
Sistemas acelerador-dirigidos podem transmutar actinídeos menores, complementando reatores rápidos num ciclo de duas etapas.
O ciclo do tório oferece vantagens de recursos e menor proliferação, mas requer reprocessamento adaptado e manuseio remoto.
Ainda não existe repositório geológico de longo prazo em operação, destacando a necessidade de minimizar resíduos de alto nível.
Avanços em materiais anticorrosão, monitorização em tempo real e testes em escala piloto são críticos para viabilizar o ciclo fechado.
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