Это к вопросу примеров реально творящегося прогресса в ядерном топливе для обычных АЭС, на примере того, что уже загружено в первый энергоблок Балаковской АЭС.
Суть
данной инновации в двух вещах — какой подход использован для предотвращения пароциркониевой реакции и с каких делящихся материалов сделано топливо. Получилось во многом гораздо безопаснее и очень существенная экономия дефицитного урана-235, т.е. меньше природного урана.
Само по себе МОКС-топливо из обеднённого урана и плутония делать научились уже давно. Когда берётся фактически оружейный плутоний, накопленный когда-то (с запасов и складов). Из него топливо делали и для разных реакторов обычных АЭС и для «быстрого» (бридера) реактора БН-800.
Тут же пример вовлечения в энергетический цикл генерации электричества именно что «грязного» плутония, выделенного из «ядерных отходов» — т.н. горы надкушенных яблок. Такой плутоний образуется в обычном топливе АЭС, по соотношению изотопов (изотопным составом) почти непригоден для производства ядерного оружия.
Одна из функций МАГАТЭ как раз и сводится к тому, чтобы наблюдать за тем, как эксплуатируются ядерные реакторы АЭС, поскольку в штатных режимах работы не позволяют нарабатывать плутоний пригодный для оружейных целей. Соответственно, образовавшийся в отработавшем (облучённом) ядерном топливе плутоний именуют «энергетическим» из-за соотношений, пропорций изотопов.
Использовано специальное покрытие надёжно защищающее корпус от прямого контакта с водой (теплоносителем). В ходе эксплуатации необходимо убедиться на практике, что это покрытие держится в течении жизненного цикла топлива. Не только при работе в активной зоне реактора, но и потом в мокром хранилище — бассейне выдержки. Потенциально, и там тоже может возникнуть ситуация с аварийным перегревом воды, а потому контактированием топлива с водяным паром (пароциркониевая реакция).
Взят энергоблок с реактором ВВЭР-1000, т.е. такого типа, который приходится строить в сейсмически неспокойных краях. И на базе которого планируется обеспечивать атомной энергией Сибирь с Дальним востоком (в той же Находке готовят стройку АЭС). Такие реакторы используются на АЭС строящихся в Индии и Иране.
В серийный реактор загрузили несколько нестандартных кассет с тепловыделяющими элементами имеющими хромовое покрытие (см.
тепло выделяющие сборки). При этом часть тепловыделяющих элементов в этих кассетах-сборках выполнены из отходов. Т.е. является композицией из «энергетического» плутония и того обеднённого урана, который остаётся ненужным балластом после производства ядерного топлива с природного урана.
Конкретно этот опыт эксплуатации должен продемонстрировать как вопрос более безопасного обычного топлива, так и нюансы экономии дефицитного урана-235. В данном случае экономия составит порядка 20% при пересчёте на объёмы добычи и обработки природного урана.
Во-вторых, это использование отработанного (облучённого) топлива, что изрядно накопилось с обычных АЭС. Та самая гора надкушенных яблок из топлива выгоревшего лишь на три-пять процентов. Гора которую надо перерабатывать сразу по двум соображениям. И ради того, чтобы вовлекать в энергетический цикл обратно, очистив от продуктов распада тех самых выгоревших трёх-пяти процентов. И ради сокращения издержек на хранение с обеспечением безопасности от последствий техногенных происшествий или же сейсмической активности планеты.
Именно ради этой фазы Росатом постоянно забирает отработавшее топливо с тех АЭС, куда поставлял топливо, включая расположенные в других странах-государствах. В ближайшие 30-40 лет людям предстоит жёсткая конфронтация и противостояния за дефицитный уран-235, а потому сегодня обеспечено расширение доступных энергоресурсов. Топливо для иностранных АЭС производится Росатомом только из иностранного урана — без использования российского, а лишь из того природного урана, которое добывается на иностранных месторождениях и приходи в РФ для обогащения (разделения изотопов) и фабрикации топлива. После того, как это «российское» топливо отработало в реакторе АЭС и несколько лет остывало там же рядом в бассейне выдержки мокрого хранилища, оно и отправляется на переработку в РФ, где долго и нудно хранится в специальной мокром хранилище в районе завода РТ-1. Пополняя стратегические запасы энергии, становясь частью той самой горы из надкушенных яблок, на которые можно посмотреть видеосюжетами на различных видеохостингов. Поскольку Росатом не раз и не два водил туда группы различных журналистов и якобы блогеров возомнивших себя или журналистами или же лидерами общественного мнения.
Причём эта возня не только замыкание топливного цикла (ЗЯТЦ) из экологических и экономических соображений, но и неизбежность. Какой бы вариант развития атомной энергетики ни был выбран, из ныне доступных, а плутоний в отработавшем топливе оказывается необходимым ресурсом. Например, тот же вариант сжигания тория демонстрируемый в Индии недавно запущенным реактором размножителем (бридер). Т.е. не только для сжигания колоссальных и невостребованных ныне запасов урана-238, но и тех запасов тория, которых в разы больше.
Себестоимость извлечения «энергетического» плутония и роботизированной фабрикации нового топлива с обеднённого урана может снижаться даже быстрее, чем происходило со стоимостью аккумуляторных батарей за последние 25+ лет. Не стоят на месте технологии переработки, не так давно нашли способ экономически выгодного отделения америция, за который вскоре будет получена Нобелевская премия. Потому стоимость переработки будет снижаться на фоне обычной добычи природного урана не только из-за неизбежно нарастающего дефицита урана-235.
Плутоний настолько нужен в мирных целях, что даже первые поколения термоядерных реакторов способных вырабатывать энергию будут использоваться именно как источники нейтронов. Которыми выполняется дожигание трансурановых (минорных актинидов или актиноидов), так и наработка «энергетического» плутония из обеднённого урана и/или опосредованного превращение тория в уран-233 (схожий по свойствам с уран-235).
#
атом #
ядерное-топливо #
АЭС #
энергетика #
ЗЯТЦ #
МОКС #
MOX #
lang_ru @
Russia
