Главная - Теория АЭС - HTR с ториевым топливом

HTR с ториевым топливом
АЭС - Теория АЭС

htr с ториевым топливом

HTR, пожалуй, единственный реактор, который изначально проектировался под использование ториевого топлива. Уран-233 в отличие от плутония-239 обладает очень хорошими ядерно-физическими свойствами в спектре HTR:

U-233

U-235

Pu-239

Pu-241

nэфф

2,29

2,05

1,80

2,18

Высокое значение nэфф для урана-233 позволяет в HTR достигнуть высокого уровня конверсии и, следовательно, лучше использовать природные топливные ресурсы в сравнении с урановым или уран-плутониевым топливными циклами. Но так как торий в сравнении с природным ураном не содержит делящихся компонент, и его сечение поглощения нейтронов в »2 раза превышает аналогичное значение для урана-238, то в свежую загрузку ториевого топлива HTR должен вводиться делящийся материал (U-235 или Pu).

В начале в HTR использовался открытый топливный цикл с высоким обогащением (HEU) по урану-235 (»93%), оптимизированный на большую глубину выгорания топлива (до 100 Гвт•сут/т). Равновесная концентрация урана-233, когда он начинает вносить достаточный вклад в число делений в реакторе, достигается при глубине выгорания »25 ГВт•сут/т. Расчеты показали, что при глубине выгорания топлива, равной 100 ГВт•сут/т, открытый HEU – топливный цикл обеспечивает ту же потребность в природном уране, что и замкнутый уран-плутониевый цикл LWR с возвратом в цикл невыгоревшего урана и плутония.

В этом топливном цикле остаточное обогащение по урану-235 в выгоревшем топливе составляет »52%, что значительно превышает рекомендации INFCE (International Fuel Cycle Evaluation groop) в связи с проблемой несанкционированного распространения ядерных материалов:
233U < 12%; 235U < 20%; 239+241Pu < 50%.

В связи с этим были изучены другие открытые топливные циклы, в частности, рассматривались:
(U+Th)O2 топливный цикл среднего обогащения (»20%) по урану-235 (MEU-цикл);
урановый топливный цикл малого обогащения (»8%) по урану (LEU-цикл).
Оценки показывают, что эти топливные циклы более или менее эквивалентны по расходам топлива и не имеют каких-либо заметных различий по процедурам фабрикации и захоронения отработавших топливных элементов.

Однако в открытом топливном цикле возможные преимущества урана-233 не могут проявиться в полной мере. Лучшая экономичность ториевого топливного цикла достигается в закрытом U-Th цикле при среднем обогащении по урану-235 (MEU-цикл). Переработка выгоревшего топлива с малым обогащением по урану-235 (LEU-цикл) не вызывает практического интереса, так как в этом цикле нарабатывающееся топливо активно выгорает.

Известно, что технология переработки требует химического разделения урана (или плутония) от продуктов деления и других материалов. Но до тех пор, пока не будет достигнут значительный прогресс в развитии промышленной технологии разделения изотопов, возможность разделения делящихся (уран-233, 235), радиотоксичных (уран-232) и нейтроннодефицитных (уран-236) изотопов одного и того же элемента затруднительна. Поэтому с увеличением числа рециклов топлива в нем накапливаются изотопы, затрудняющие рецикл топлива и снижающие его эффективность.

Стоит отметить, что преимущества использования тория в HTR достигаются не только благодаря более эффективному использованию уран-ториевого топлива за счет хорошей нейтронной физики, но и за счет повышенного (по сравнению с LWR) коэффициента преобразования тепла в электричество (примерно в 1,5 раза), что при высоких темпах развития ЯЭ позволяет довольно существенно снизить расходы природного урана на первоначальные загрузки реакторов.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новости с ЗАЭС:

Ремонт Запорожской Атомной станции

News image

25 мая 2012 года, отключен от энергосистемы шестой блок на Запорожской Атомной Электростанции, для проведения технического осмотра с последующим ре...

На Хмельницкой АЭС теперь работает миссия технической п

News image

Десятого апреля на ХАЭС приступила к работе миссия технической поддержки на Московском центре ВАО АЭС. Представители из Московского и Атланского це...

Новости с ЧАЭС:

На пути к НБК: текущий этап

News image

В данный момент на промышленной площадке объекта Укрытие (ПП ОУ) выполняются следующие работы: Расчистка территории В рамках подготовительных ...

Трудовые награды работникам ЧАЭС

News image

13 работников ЧАЭС награждены за выполнение международного проекта 6 июня Славутич отмечает 22 годовщину со дня основания. По случаю праздника в ...

Отчёт о работе миссии ВАО АЭС на АЭС Козлодуй

News image

Миссия ВАО АЭС завершила повторную партнёрскую проверку на болгарской АЭС Козлодуй , пишет газета Козлодуй днес . Миссию во...

На Козлодуе идёт подъём мощности блока №5 после разгрузки до

News image

Срабатывание автоматической технологической защиты привело к отключению 29 июня одного из четырёх ГЦН на Козлодуе-5 и разгрузк...

Самое загадочное свойство природы

News image

Одной из интригующих тай вселенной, которое веками интересуют человечество – это невероятный феномен бытия как «время». Оно являет...

Японская АЭС под угрозой

News image

Как передает «Kyodo», разлом земной коры расположенной рядом с японской АЭС «Сика», может оказаться активным. Если данная инфор...

Лицензию на строительство первого энергоблока Белорусской АЭ

News image

Лицензию на строительство 1-го энергоблока Белорусской АЭС планируют выдать пятнадцатого августа. Об этой информации заявил Владим...

Проблемы накопления оксидов в парогенераторах АЭС

News image

Некоторые из французских АЭС испытывают незначительные проблемы, вызванные накоплением оксидных материалов в парогенераторах...

Калининская АЭС: сооружение энергоблока №4

News image

В январе-феврале 2011 г. на стройплощадке энергоблока №4 Калининской АЭС план по оборудованию был выполнен на 105%, а по строите...

К проекту AP-1000 появились новые вопросы

News image

У проекта AP-1000, продвигаемого компанией Westinghouse , появились новые критики. Американский эксперт по атомным вопросам Арн...