Основная беда современной атомной энергетики и причина для постоянной критики — два вида отходов:
• Осколки деления (осколки ядер);
• Минорные актиноиды (трансурановые).
У первых радиоактивность снижается в тысячи раз примерно через 200-300 лет, а вот минорные актиноиды остаются радиоактивными в течении тысяч лет.
Насколько много образуется?
Вместе осколки и трансурановые составляют примерно четыре-пять процентов «отработавшего топлива» — того самого, которое на самом деле «облучённое ядерное топливо» (ОЯТ). Зависит от типа реактора и поколения топлива, но разброс процента выгорания небольшой от 3% до 5% (на энергоблоках обычных АЭС).
Что с ними делают?
Эти проценты извлекают из ОЯТ и захоранивают, остальные 95% именуются «регенератом» и пригодны для повторного использования. Всё вместе это именуется «переработкой ядерного топлива» и есть две причины почему этим занимаются. Во-первых, снижается объём «ядерных отходов», которые приходится хранить, в двадцать раз. Во-вторых, из полученного «регенерата» можно и нужно делать новое топливо (см. МОКС, Ремикс и СНУП).
Замкнутый топливный цикл?
Это когда минорные актиноиды превращают в осколки деления — «дожигают» трансурановые элементы, в процессе «дожига» вынуждают развалиться на осколки здесь и сейчас, а не через тысячи лет. Нужен поток быстрых нейтронов, например такие, которые даёт термоядерный реактор (как ИТЭР) или же реакторы БН-600 и БН-800. В реакторах обычных АЭС поток нейтронов специально замедляется из-за чего приводит лишь к появлению минорных актинидов, а не их делению.
Переработка топлива ≠ замкнутый цикл?
Честный и полноценный ЗЯТЦ реализуем лишь при «дожигания» отходов накапливающихся с обычных АЭС и этого до сих пор нет.
Современная переработка сводится «всего лишь»:
• к фабрикации нового топлива (МОКС, Ремикс и СНУП);
• к выделению полезных изотопов.
Что даёт переработка?
Установки по стерилизации упаковок с продуктами питания и хирургических инструментов, различные варианты облучения пациентов с онкологией и несколько видов томографии (КТ, позитронно-эмиссионная). Всё это использует те самые изотопы, получаемые в ходе переработки, а другим образом эти изотопы в промышленных объёмах не производятся и не получаются.
МОКС-топливо давно используются в большинстве АЭС, до 40% активной зоны реакторов может быть загружено именно МОКС-сборками.
Ремикс и СНУП как-либо используются лишь в РФ, другие страны и государства не владеют должными технологиями. Ремикс в плане эксплуатации на АЭС мало отличаются от обычного ядерного топлива, а СНУП пока только обкатывается в опытно-экспериментальных компаниях — проходит постреакторные исследования.
Кто отказался от переработки ОЯТ?
На законодательном уровне переработка ядерного топлива запрещена в США — всё что отработало в реакторах может быть лишь захоронено. Потому что никаких изотопов или ещё что-либо полезное из ОЯТ извлекать в США не умеют. Даже производить МОКС-топливо не научились, много лет за безумные миллиарды строили завод, но так и не заработал.
Перспективы переработки и ЗЯТЦ?
На ускорителях «дожигать» трансурановые элементы оказывается слишком дорого. Пока ещё никто не умеет делать это таким образом, чтобы выделялось энергии больше нежели требует ускоритель частиц. Эта сфера ядерной или атомной энергетики называется релятивистской, сводится к подкритичным реакторам, в которых реакция деления идёт лишь пока активную зону облучают пучки частиц с ускорителя.
Потому цивилизации нужны или термоядерные реакторы или же бридеры (реакторы на быстрых нейтронах, такие как БН-600 и БН-800 или более продвинутые варианты на свинцовом теплоносителе).
Плотный поток быстрых нейтронов позволяет все отходы с АЭС делать безопасными — подлежащими выдержке в районе двухсот лет, вместо нескольких тысяч лет.
#
атом #
энергетика #
ЗЯТЦ #
lang_ru @
Russia @
ru
