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.

Повышение глубины выгорания урана и плутония находится в фокусе развития топливной программы, поскольку влечет за собой экономически более эффективную эксплуатацию реактора. Но шаги в этом направлении наталкиваются на вопросы со стороны инспекции безопасности, которые относятся к верификации безопасности и требуют проведения дорогостоящих экспериментальных программ. Обсуждение проблемы нераспространения сосредоточено на использовании плутония в топливном цикле. Оно также направлено против выбора топливного цикла закрытого типа. Когда становится ясно, что соответствующие системы безопасности могут быть применены для любого топливного цикла и на любом предприятии, в ходе научных исследований разрабатывается новый топливный цикл, более защищенный от несанкционированного распространения. Это делается с целью улучшения охраны и ее удешевления.

Вторичная переработка облученного топлива также как головная и конечная стадии топливного цикла - наиболее важные проблемы в настоящее время. Сегодня только вторичная переработка с использованием технологии Purex позволяет достичь завершенности всего цикла. После сорока лет интенсивного ядерного развития и основных достижений общий подход к топливному циклу в качестве главной цели выдвигает существенное повышение его экономической эффективности.

К 2020-2030 МОХ-топливо будет считаться стандартным, и будет общепринятым долгосрочная выдержка облученного топлива легководных реакторов. Сохранится тенденция повышать глубину обогащения топлива, чтобы обеспечить экономически оптимальную глубину выгорания в 50-60 ГВт-сут/т. Столь значительное повышение глубины выгорания будет приводить к иным пропорциям образующихся продуктов деления и к некоторому росту количества актинидов в топливе, что может привести к эксплуатационным осложнениям на ныне действующих АЭС.

Существующие технические условия на вторичную переработку урана требуют чрезвычайно высокой степени дезактивации, чтобы он мог быть повторно обогащен и переработан совместно со свежим ураном. Другие технологии вторичного обогащения в настоящее время разрабатываются, например, применение лазеров может понизить требования к химической чистоте, уменьшив таким образом образование загрязнений и связанные с этим утечки. При термическом способе получения МОХ-топлива технические условия, особенности проведения процесса и разделение продуктов при переработке позволяют получить МОХ-топливо весьма близкое по своим свойствам к урановому топливу и, таким образом, свести к минимуму операции по вторичному лицензированию. Когда будет накоплен опыт по применению МОХ-топлива, станет возможным смягчить требования технических условий для новых станций и снизить прямые и косвенные затраты. Период пребывания топлива в реакторе и затем в бассейне выдержки составляет много лет; крупномасштабная вторичная переработка потребует десятилетий, и все это уже не относится к существующим предприятиям. Крупномасштабная вторичная переработка и обогащение в конце концов приведут к появлению очень больших количеств облученного МОХ- топлива, что связано с переоборудованием существующих предприятий для вторичной переработки топлива реакторов на быстрых и тепловых нейтронах. Вторичная переработка 10000 т/год облученного топлива дает возможность уменьшить объем образующихся высокоактивных отходов (содержащих 99% активности) примерно на 3000 м3 по сравнению с применяемой технологией. Потребность в хранилищах для окончательного захоронения высокоактивных отходов сохранится, но если будет избран закрытый топливный цикл, то выбор площадок для установок вторичной переработки поблизости от этих хранилищ позволит свести к минимуму потребности в транспорте. По такому сценарию вторичная переработка отработанного топлива с выделением и последующим использованием урана и плутония даст экономию около одной четверти объема свежего урана, что позволит сократить на 50000 т ежегодную добычу урановой руды, а это, в свою очередь, эквивалентно 300 млн. т нефти или примерно половине современной потребности Западной Европы.

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