Облучённое ядерное топливо

Облучённое ядерное топливо

В мире ежегодно производится и потребляется около 18000 тонн свежего ядерного топлива, из которых в цикле производства энергии на АЭС «сгорает» 3 % от массы тяжёлого металла (540 тонн).

Если учесть, что атомная энергетика обеспечивает 11% генерации электроэнергии, то для полного покрытия потребностей человечества требуется 4909 тонн делящегося материала, что в несколько раз меньше, чем ежегодно образуется отработавшим ядерным топливом.

Как образуется ОЯТ

Облучённое ядерное топливо (ОЯТ) образуется при плановом (обычно от трёх до пяти лет) нахождении ядерного топлива в активной зоне реактора. По сравнению со свежим ядерным топливом в его составе значительно меньше урана-235 (поскольку он выгорает), зато накапливаются изотопы плутония, другие трансурановые элементы, а также осколки деления — высокорадиоактивные ядра средних масс (от галлия до гольмия).

Значительную часть массы ОЯТ составляют конструкционные материалы твэлов и тепловыделяющей сборки (ТВС).

Следует отметить, что с течением времени под действием интенсивных радиационных полей реактора их механические параметры существенно ухудшаются. В определенный момент, вследствие воздействия перечисленных факторов, ТВС становятся непригодными для нормальной работы реактора и планово удаляются из него, образуя ОЯТ как таковое. Первым этапом является удаление облученных сборок из активной зоны и их перемещение во временное пристанционное хранилище. Эта операция выполняется с помощью специальной перегрузочной машины. Пока активность и тепловыделение ОЯТ высоки, оно хранится в пристанционных бассейнах выдержки.

Дальнейшая судьба ОЯТ

После 3–5 лет хранения активность ОЯТ существенно падает, и становится возможным его вывоз с площадки АЭС. В России ОЯТ транспортируется либо на ПО «Маяк» (г. Озёрск, Челябинская обл.) для переработки (ОЯТ реакторов ВВЭР440, БН-600, судовых и исследовательских), либо на Горно-химический комбинат (г. Железногорск, Красноярский край) для длительного хранения (ОЯТ реакторов ВВЭР-1000).

В перспективе на ГХК будет осуществляться и длительное хранение ОЯТ реакторов РБМК-1000 после его вывоза из пристанционных хранилищ.

Перевозки ОЯТ в нашей стране осуществляются железнодорожным и автомобильным транспортом. Материалы загружаются в специальные транспортные контейнеры с использованием особых мер безопасности с соблюдением всех отечественных и международных требований и нормативов защиты (технологической, физической, ядерной и радиационной).

Испытания показали безаварийность конструкции контейнеров даже в серьезных чрезвычайных ситуациях, например, при нахождении в зоне пожара при температуре 800оС, падении с девятиметровой высоты на жесткое основание и на стальной штырь, приложении ударных нагрузок, соответствующих падению самолета.

В мире для перевозок ОЯТ используются также суда специальной конструкции. За более чем 50 лет выполнения в мире перевозок ядерных материалов не возникло ни одной аварийной ситуации.

 Вплоть до помещения ОЯТ в длительное хранилище физико-технологическая цепочка обращения с ядерным топливом во всей мировой атомной энергетике по существу одинакова. Значимые различия начинаются именно на этой стадии; они определяются выбранной концепцией и структурой ядерно-топливного цикла.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить