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

Важной характеристикой топливного цикла является энергонапряженность активной зоны. Увеличение энергонапряженности при постоянном ядерном соотношении рс / рм и продолжительности приводит к уменьшению количества ежегодно перерабатываемого ядерного топлива, а также размеров активной зоны и капитальных затрат, но повышает температуру ядерного топлива и затраты энергии на прокачку теплоносителя.

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.

Реакторы деления неизбежно высокорадиоактивны, их топливный цикл радиационно опасен, и значительная часть радиоактивных отходов ( активностью - 1 ГКи в момент перегрузки топлива в реакторах тепловой мощностью 1 ГВт) требует глубинного захоронения на тысячи лет
Ядерные топливные циклы производство топлива для ядерных реакторов