Топливный цикл

Замкнутый топливный цикл, включающий переработку отработавшего ядерного топлива и извлечение и повторное использо­вание ядерных материалов, является необходимым условием крупномасштабной ядерной энергетики XXI века.

В обществе нерешенные проблемы обращения с РАО и ОЯТ вызывают сомнения в перспективе развития атомной энергетики. Поэтому наряду с разработкой традиционных технологий изоляции и захоронения РАО для трансурановых нуклидов следует ис­кать способы вовлечения части из них в топливный цикл. По мере развития и внедрения радиохимической переработки топлива будет увеличиваться возможность извлечения все большего количества и номенклатуры полезных радиоактивных изотопов.

Переработка облученного ядерного топлива является обязательным условием для реакторов-размножителей, в которых осуществляется воспроизводство ядерного топлива. Вопрос об обращении с облученным ядерным топливом реакторов других типов будет решаться на основе сопоставления затрат на переработку, обращение с отходами и выгоды от использования выделенных при переработке ядерных материалов с затратами на захоронение облученного ядерного топлива. По этой причине в настоящее время в ряде стран реализуется решение об отложенном контролируемом хранении отработавшего ядерного топлива.

При развитии атомной энергетики и в том числе при расширении числа стран, использующих ядерные реакторы, возникает вопрос об организации в этих странах работ по обращению с облученным ядерным топливом и радиоактивными отходами.

Две особенности ядерного цикла: радиационная опасность технологий топливного цикла и риск распространения будут ограничивать распространение технологий топливного цикла. Экономическая эффективность переработки облученного ядерного топлива будет проявляться только при дос­таточно больших масштабах производства, что потребует консолидации стран, развивающих эту технологию.

Обращение с радиоактивными отходами, образовавшимися при работе реакторов и переработке отработавшего ядерного топлива, с конечной целью их безопасно­го захоронения является основной незакрытой проблемой атомной энергетики. Имеющиеся в настоящее время технические решения концентрации отходов и дальнейшего их преобразования в керамические формы или стекло мо­гут обеспечить захоронение радиоактивных отходов в стабильных геологических структурах, однако требуется еще значительная работа по доказательству устойчивости к внешним воздействиям и безопасности предлагаемых к длительному захоронению форм отходов. Наряду с разработкой традиционных технологий изоляции и захоронения радиоактивных отходов для трансурановых нуклидов будет проводиться поиск способов вовлечения их в топливный цикл с целью трансмутации.

Производство обогащенного урана, являясь уникальной технологией, в настоящее время развито только в странах ядерного клуба. Сохранит ли мировое сообщество, основываясь на соображениях нераспространения, это ограничение и на последующее время?

В начале XXI века в топлив-ном цикле наряду с традиционными операциями будут решаться задачи использования в реакторах высвобождающихся излишков ядерных оружейных материалов - высокообогащенного урана и плутония. Использование энергетического потенциала оружейного плутония расширяет топливную базу атомной энергетики. В результате использования оружейного плутония будет освоена технология смешанного уран-плутониевого топлива, а также накоплен необходимый для будущей атомной энергетики опыт решения экологических проблем и процедур контроля, учета и защиты ядерных материалов. Энергетическое сжигание высвобождаемого оружейного плутония может быть осуществлено в виде смешанно­го уран-плутониевого оксидного МОХ- топлива в действующих и строящихся российских реакто­рах на быстрых нейтронах (БН) и на тепловых нейтронах (ВВЭР) (табл. 3).

По мере реализации проектов перспективных тепловых реакторов (МГР-ГТ) возможно их включение в энергетическое использование избыточного оружейного плутония. Для сжигания МОХ-топлива из плутония оружейного происхождения могут использо­ваться на коммерческой основе энергетические реакторы за рубежом. Выбор конкретных решений будет определяться экономичес­кими условиями реализации программы с учетом стратегии развития атомной энергетики.

Природные ресурсы тория, превышающие ресурсы урана, и его невысокая стоимость создают дополнительные возможности неограниченного по ресурсным соображениям развития атомной энергетики. Вовлечение тория в топливный цикл не только расширит топливную базу, но и облегчит решение проблемы захоронения радиоактивных отходов. В последнее время наряду с указанными преимуществами тория изучается возможность его использования в действующих или разрабатываемых реакторах с целью улучшения решения проблемы нераспространения. Сочетание уран-плутониевого и уран-ториевого топливных циклов является наиболее вероятным сценарием ядерной энергетики будущего.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Человечество переживает сейчас очень сложный период: запасы ископаемых видов топлива кончаются, количество населения возрастает.

Не приходится всерьез рассчитывать на альтернативные источники энергии (солнечная, геотермальная и т. п.).

Они характеризуются малой плотностью энергии, затраты на ее концентрацию велики.

Возможности ядерной энергетики не исчерпаны.

Кроме делящихся материалов, на которых работают современные АЭС, на Земле имеются огромные запасы дейтерия.

Он может быть использован в термоядерных реакциях синтеза с выделением огромной энергии.

Во всем мире ведутся исследования по освоению управляемого термоядерного синтеза.

Таким образом, открытие ядерной энергии является одним из ярких примеров воздействия интеллекта на человеческое общество. Это величайшее открытие прошлого века поставило человечество на грань катастрофы, оно же предоставило неограниченные возможности обеспечения энергией жизнь на Земле.

Что же заставляет общество проявлять осторожность?

Долгая человеческая память хранит ужас Хиросимы. Она заслоняет от возможных опасностей окружающую среду, ограниченную по ресурсам и по адаптации к отходам нашей деятельности. Люди еще не про­чувствовали эти опасности и безоглядно сжигают уголь, нефть и газ, оставляя потомкам жизнь в парнике, наполненном выхлопными газами.

Одним из ключевых направлений их преодоления является ядерная энергия. А организованное в широких масштабах международное сотрудничество поможет обеспечить эффективное и безопасное использование ядерной энергии.

Литература

(ссылки на все используемые источники информации)

Дата добавления: 2015-05-08