Будни невидимого фронта

Термин «топливный цикл» подразумевает возможность повторного использования отработанного ядерного топлива на атомных установках в ТВЭЛах после специальной обработки. Топливный цикл — это комплекс мероприятий по производству, переработке и утилизации отработанного ядерного топлива. Выделяют открытые и закрытые топливные циклы.

При закрытом топливном цикле приблизительно 96 % урана-238, который используется в реакторе, выводится с отработанным ядерным топливом (расходуется около 1 %). Оставшаяся часть топлива преобразуется в теплоту, радиоактивные продукты распада или образует изотопы плутония и других актиноидов. Переработка уменьшает объём высокоактивных РАО, и может приносить экономическую выгоду.

Однако самой большой проблемой закрытого топливного цикла является необходимость хранения радиоактивных отходов.

В зависимости от ядерного горючего возможно осуществление трех типов ядерных топливных циклов:

1. урановый топливный цикл;
2. уран-плутониевый топливный цикл;
3. уран-ториевый топливный цикл.

Урановый топливный цикл — это цикл, где делящимся материалом служит 235U, а фертильным материалом (воспроизводящим) — 238U. Урановое горючее изготавливают из прироного урана (0,72% 235U), низкообогащенного урана (1-5% 235U) или высокообогащенного урана (до 93% 235U).

Уран-плутониевый топливный цикл. Горючее для этого цикла состоит из природного или обедненного (0,2-0,3% 235U) урана с добавкой 239Рu в количестве, эквивалентном соответствующему обогащению по 235U.

Уран-ториевый топливный цикл. Делящийся материал — 235U или 233U, фертильный — 232Th. В промышленном масштабе используется в основном урановое горючее.

Первый этап ядерного топливного цикла — получение ядерного горючего. Он включает добычу урановой руды, ее обогащение, извлечение U и его глубокую очистку, получение из обогащенного урана материала, пригодного для загрузки в реактор, изготовление тепловыделяющих элементов (твэлов) и тепловыделяющих сборок из них.

Второй этап ядерного топливного цикла — получение тепловой энергии в ядерных энергетических установках при сжигании ядерного горючего.

На следующих этапах ядерного топливного цикла проводят радиохимическую переработку отработавшего горючего. Завершается ядерный топливный цикл подготовкой к окончательному захоронению радиоактивных отходов.

Ядерный топливный цикл объединяет многие предприятия:

• шахты по добыче урановой руды;
• обогатит. фабрики и предприятия по глубокой очистке извлеченного урана;
• предприятия по переработке обогащенного урана в форму;
• заводы по изготовлению твэлов и сборок из них;
• атомные электростанции и станции теплоснабжения, где выгорание горючего дает тепловую и электрическую энергию и т.п.

No related posts.