История искусства Экология энергетики Инженерная графика и машиностроительное черчение Математика решение задач и примеров Курс лекций по физике и электротехнике
Топливо для ядерных реакторов Урановый цикл Уран-ториевый цикл Уран-плутонивый цикл оружейный плутоний Торий-плутонивый цикл Добыча урановой руды Обогащение урана Временное хранение ОЯТ Транспортировка радиоактивных веществ Твэлы

Простейшим топливным циклом является цикл с однократным сжиганием, когда загрузка топлива сжигается в реакторе только один раз, после чего топливо либо полностью удаляется из реактора, либо перерабатывается с отделением или без отделения делящегося вещества для возможного использования в другой загрузке.

Денатурированный плутоний

Если извлеченный из отработавшего топлива плутоний повторно использовать в реакторах на быстрых нейтронах, его изотопный состав постепенно становится менее пригодным для оружейного использования

После нескольких топливных циклов, накопление Pu, Pu и Pu делает его неупотребимым для этой цели. Подмешивание такого материала удобный метод
"денатурировать" плутоний, или переработать отработавшее ядерное топливо, гарантируя нераспространение делящихся материалов.

В основном это служит препятствием против использования реакторного плутония в низкотехнологичных дизайнах. Возросший выход тепла и радиация являются досаждающими помехами, но не серьезными препятствиями, хотя они и рождают значительные проектные ограничения и проблемы с обслуживанием. При усовершенствовании ядерного взрывного устройства и организации надлежащего производственного процесса такие преткновения полностью преодолеваются.

В настоящее время урановый цикл доминирует в ядерной экономике, но все чаще раздаются голоса в пользу перехода на плутониевый топливный цикл. Связано это в первую очередь с тем, что к концу 1995 года в мире было произведено в общей сложности около 1270 тонн плутония, из которого 257 т для оружейного использования, остальное - побочный продукт АЭС. Кроме своего оружейного назначения, плутоний может потенциально применяться для производства электроэнергии. К началу 21 века единственную крупную программу по энергетическому использованию плутония имела только Япония. Это связано с экономической неконкурентноспособность плутония по сравнению с ураном. Причем подобное положение сохранится в течение ближайших десятилетий. Дело в том, что стоимость переработки реакторного топлива АЭС для извлечения плутония значительно выше, чем цена низкообогащенного урана. Большинство сегодняшних предприятий не оборудованы инструментарием для работы с более опасным для жизни оксидом плутония. Стоимость охраны плутония для предотвращения кражи или диверсии с целью его оружейного применения весьма существенна. Существующие энергетические реакторы могут работать с топливом, содержащим довольно малую величину плутония, представляющую небольшую ценность, и стоимость проектирования и строительства новых реакторов так же весьма велика. Текущая достаточная поставка урана, наличие больших обогатительных мощностей и большие запасы оружейного урана в США и России, который разбавляется для изготовления коммерческого топлива, гарантируют твердые цены на уран в последующие 20 - 30 лет. Поэтому, хотя переход атомной энергетики на плутоний неизбежен, дело это сравнительно далекого будущего.

Более перспективно совмещение на одном реактор уранового уранового, ториевого и плутониевого циклов.

Ядерный топливный цикл - система ядерных объектов, связанных между собой потоком ядерного материала. Характеристики топливных циклов могут значительно отличаться в различных странах. Такая система может состоять из урановых рудников, заводов по обработке руды, конверсионных заводов, заводов по обогащению и изготовлению топлива, реакторов, хранилищ отработавшего топлива, заводов по переработке и связанных с ними хранилищ
Ядерные топливные циклы производство топлива для ядерных реакторов