Восстановленный уран может возвращаться на дополнительное обогащение, или поставляться в виде свежего топлива для действующих реакторов. Закрытый топливный цикл эффективной системой максимального использования урана без его
Рис.5. Схема этапов в замкнутом ЯТЦ Изотоп уран-233 с периодом полураспада 162000 лет не встречается в природе.
Рис.6. Открытый урановый топливный цикл (включая реактор
Канду, работающий на природном уране)
дополнительной добычи на рудниках (в энергетических единицах экономия составляет, примерно, 30 %) и именно поэтому промышленность сразу одобрила такой подход.
Однако, подобные схемы переработки отработанного ядерного топлива не получили широкого распространения в значительной степени из-за довольно низких цен на уран.
В разомкнутом (открытом) ЯТЦ отработанное ядерное топливо считается высокоактивными радиоактивными отходами и вместе с остаточными делящимися изотопами исключается из дальнейшего использования (Рис. 2 и 3) - поступает на хранение или захоронение. Поэтому разомкнутый ЯТЦ характеризуется низкой эффективностью использования природного урана (до 1%).
Незамкнутый ядерный топливный цикл (Once-through fuel cycle) - ядерный топливный цикл, в котором отработавшее ядерное топливо, выгруженное из реактора, не перерабатывается и рассматривается как радиоактивные отходы.
В некоторых странах проблема переработки отработанного ядерного топлива связана не столько с энергетическими проблемами, сколько с необходимостью решения важных военных задач. Для изготовления атомного оружия необходимо масштабное промышленное производство оружейного урана и плутония. С этой целью в СССР было построено 13 военно- промышленных реакторов с графитовым замедлителем нейтронов и водным охлаждением (реакторы типа РБМК, тепловая мощность около 2 тыс. Мвт).
В настоящее время работают три из них, обеспечивая тепло- и электроэнергией близлежащие города. Предусмотрено, что нарабатываемый плутоний будет храниться, а затем его будут использовать не столько для производства атомного оружия, сколько для производства топлива для гражданских АЭС. В США было построено 14 промышленных (военных) реакторов. Сейчас все они остановлены.