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:

ЗАЭС – важная составляющая топливно-энергетического сек

News image

30 июня 2010 г. в 23 часа 00 минут Запорожская атомная электростанция выполнила плановое задание по производству электроэнергии за июнь - 2 млрд...

Варианты жилья в Карпатах: сезон лето-осень

Еще не выбрали, где отдохнуть в Карпатах и Закарпатье? Далее мы попробуем несколько облегчить вам выбор. В любом случае в Карпаты всегда приятно возвр...

Новости с ЧАЭС:

Экология-2010

News image

13 апреля в Национальном выставочном центре, в павильоне «Наука» состоялось торжественное открытие XIII Международной выставки-ярмарки „Экология-201...

Франция перейдет к использованию чистой энергетики

News image

Французские власти сообщили о намерении отказаться от использования атомной энергии, отдав предпочтение чистой энергетике. Как стало известно, фран...

Япония будет ввозить казахстанский уран через российские пор

News image

Из-за нестабильности на Ближнем Востоке Япония намерена ввозить в страну казахстанский уран через порты Дальнего Востока России....

АЭС Белене: томительное ожидание хороших новостей

News image

Пройдёт месяц, и Болгария сможет назвать европейских инвесторов, готовых вкладывать средства в АЭС Белене . Тогда же россияне и...

АЭС Дэвис Бесс вернулась в строй

News image

Компания FirstEnergy Nuclear Operating Company (FENOC) объявила 29 июня о пуске единственного блока АЭС Дэвис Бесс , на крышк...

I–й международный экологический форум “Молодежь АЭС: безопас

News image

C 22 по 26 октября 2009 года в г. Курчатове Курская АЭС состоится I–й международный экологический форум “Молодежь АЭС: безопасно...

Насосные станции для АЭС-2

News image

НПО им Фрунзе в Сумах на прошлой неделе выиграло тендер «Атомэнергопроекта». Зааз на изготовление насосных агрегатов центробежн...

Самое загадочное свойство природы

News image

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

Перевозка ОЯТ БН-350 из Актау в Семипалатинск - забота о без

News image

Казахстанские военные провели этим летом учения по отражению нападения террористов на ядерный объект, построенный в советский пе...

Решение о передаче закрытых блоков АЭС Козлодуй оператору РА

News image

Работы по демонтажу оборудования на блоках №№1-2 АЭС Козлодуй в Болгарии на протяжении последних двух месяцев практически не в...