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:

Сотрудник Запорожской АЭС стал лауреатом премии Кабинет

News image

В преддверии Дня молодежи лауреатом Премии Кабинета Министров Украины за особые достижения молодежи в развитии Украины стал работник Запорожской АЭС...

Ветераны отдыхают в «Глории»

News image

На Запорожской АЭС ветеранам Великой Отечественной войны оказывается особое внимание. Социальная политика станции направлена на то, чтобы пенсионе...

Новости с ЧАЭС:

Участники Ассамблеи стран-доноров ЧФУ и СЯБ высоко оцен

News image

8 июля представители ЕБРР, участники Ассамблеи стран-доноров Чернобыльского фонда «Укрытие» (ЧФУ) и Счета ядерной безопасности (СЯБ) посетили промыш...

ООН готова уделить особое внимание Чернобылю

News image

Организация объединенных наций намерена всемерно поддерживать мероприятия, направленные на преобразование объекта Укрытие в экологически безопасну...

Китай ведёт подготовку к строительству блоков №№5-6 АЭС Тянь

News image

Китай ведёт подготовительные работы на площадке, выделенной для блоков №№5-6 АЭС Тяньвань с реакторами-тысячниками китайского ...

Облучение работников Фукусимы

News image

Проведенные исследования японских работников атомной станции подтвердили, что 170 человек, облучились дозой радиации, при котор...

В начале 2012 года Запорожская АЭС смогла выработать практич

News image

В 2012 году, 28 февраля Запорожская атомная электростанция смогла выполнить скорректированное плановое задания относительно прои...

В Правительстве РФ: строительство Нижегородской АЭС одобрено

News image

«Росатом» подал на рассмотрение Правительства РФ предложение о сооружении Нижегородской АЭС в Навашинском муниципальном районе. ...

Китай вновь не стал раскрывать сведений о запасах гражданско

News image

Китай вновь не стал раскрывать сведений о накопленном в этой стране гражданском плутонии. МАГАТЭ опубликовало 10 января 2011 ...

На АЭС Куданкулам осуществлена пробная загрузка первой имита

News image

23 апреля 2010 года в реактор энергоблока №1 АЭС Куданкулам , сооружаемой ЗАО Атомстройэкспорт в Индии, осуществлена пробная ...

Остановка последнего реактора Японии

News image

За последние сорок лет, японская энергетика впервые осталась без поддержки атомных электростанций. В субботу начато отключение р...

Германские министры продолжают споры по срокам продления экс

News image

Разногласия по вопросу о сроках продления эксплуатации германских АЭС сохраняются между двумя ключевыми для данной проблематики ...