Nuklearno gorivo

Nuklearno gorivo je materijal koji sadrži atomske jezgre nekih teških kemijskih elemenata kojima se mogu ostvariti nuklearni procesi za oslobađanje energije.

U nuklearnom gorivu takvi se procesi podržavaju sami od sebe te se odvijaju lančano, prenoseći se od jedne do druge atomske jezgre i to kada se u nuklearnom reaktoru nađe dovoljna količina nuklearnog goriva raspodijeljenog na pravilan način. Nuklearni gorivni ciklus skup je aktivnosti kojima se dobiva sirovina za gorivo, izrađuje gorivo, upravlja njegovim korištenjem i brine o iskorištenom gorivu (spremanju, preradi i odlaganju radioaktivnog otpada). Nuklearno gorivo je najgušći dostupni izvor energije.

Većina nuklarnih goriva sadrže teške fisijske elemente koji uzrokuju lančanu reakciju nuklearne fisije u nuklarnom reaktoru. U najčešća nuklearna goriva ubrajaju se tri fisilna materijala : uranij-235 (²³⁵U), plutonij-239 (²³⁹Pu) i uranij-233 (²³³U). Samo jedan od njih nađen je u prirodi više nego u tragovima, a to je izotop ²³⁵U. On čini samo oko 0,7% prirodnog elementa uranija, stoga se taj materijal zove prirodno ili primarno nuklearno gorivo. Druga dva nuklarna goriva, ²³⁹Pu i ²³³U, dobivaju se u nuklearnim reaktorima. Bombardiranjem neutronima od ²³⁸U nastaje ²³⁹Pu, a od ²³²Th nastaje ²³³U - to su sekundarna nuklearna goriva, a ²³⁸U i ²³²Th od kojih nastaju ta sekundarna goriva nazivaju se oplodnim materijalima. Izvorni materijali za nuklearno gorivo, uranij i torij, široko su rasprostranjeni u Zemljinoj kori te su veliki energetski potencijali. Njihova ukupna količina do dubine od oko 5 km procjenjena je na približno 12•10¹²t. Najveći dio tih elemenata rijetko se susreće u koncentracijama ekonomičnim za eksploataciju, međutim, moguće je iz umjereno siromašnih ruda, sa sadržajem od oko 0,1% uranija, dobiti 20 do 30•10⁶t uranija i nekoliko milijuna tona torija. Oni imaju više od deset puta veći energetski potencijal nego sve postojeće zalihe fosilnih goriva (ugljen, nafta, plin).