Главная - Теория АЭС - Оценка проработанности проблем применения ториевого топлива в ядерных реакторах
Оценка проработанности проблем применения ториевого топлива в ядерных реакторах
АЭС - Теория АЭС

оценка проработанности проблем применения ториевого топлива в ядерных реакторах

Практически каждый тип реактора в то или иное время изучался с точки зрения применения в нем ториевого топлива. В большей степени проблемы использования ториевого топлива изучены применительно к высокотемпературным (HTR), тяжеловодным (PHWR) и легководным (LWR) реакторам на тепловых нейтронах.

Следует отметить, что, несмотря на возможные положительные спектральные особенности ториевого топлива, преимущества его применения в каждом ядерном реакторе должны быть взвешены с различных позиций, включая процессы обогащения топлива, его переработки и фабрикации, существующей базы технологического оборудования.

Ториевый топливный цикл представляет заметный интерес для реакторов на тепловых нейтронах, поскольку основной делящийся изотоп этого топливного цикла U-233 дает в тепловом спектре нейтронов примерно 0,2 «дополнительных» нейтрона (по сравнению с U-235 и Pu-239), которые можно использовать для повышения эффективности топливного цикла. Вследствие этого существуют убеждения, что можно создать такие реакторы на тепловых нейтронах и соответствующие уран-ториевые топливные циклы, которые позволят получить коэффициент воспроизводства ядерного топлива.

Но такие убеждения несколько оптимистичны и преувеличивают перспективность ториевого топливного цикла. Связано это с тем, что U-233 получается в результате распада Pa-233, который образуется при захвате нейтронов Th-232. Изотоп Pa-233 имеет достаточно длительный период полураспада (27 дней), и за это время, присутствуя в активной зоне, он может захватить нейтрон, перейдет в Pa-234 и быстро распадется в U-234. Этот эффект заметно ухудшает эффективность топливоиспользования в ториевом топливном цикле, особенно при увеличении плотности потока нейтронов в активной зоне.

С точки зрения переработки топлива ториевый цикл также обладает некоторыми недостатками. В процессе выгорания в топливе накапливается изотоп U-232, в цепочке распада которого в свинец присутствуют изотопы Bi-210 (g с энергией 1,6Мэв), Po-212 (g с энергией 2,6Мэв) и особенно неприятный изотоп Tl-208 (энергия g-частиц 2,6 МэВ). Работа с таким облученным топливом требует развития технологий дистанционной переработки и изготовления топлива. Кроме этого, происходит увеличение радиотоксичности тория за счет появления сравнительно короткоживущих изотопов тория, что может усложнить рециклирование тория.

Указанные обстоятельства и пока достаточные ресурсы относительно дешевого природного урана (это, наверное, более веский аргумент) сдерживают внедрение ториевого топливного цикла, хотя некоторые страны (например, Индия), в силу особенностей собственной ресурсной базы, ориентируются на развитие именно этого топливного цикла.

Для открытого ториевого топливного цикла (без переработки топлива) дополнительные нейтроны от U-233 можно постараться эффективно использовать, увеличивая глубину выгорания топлива. Однако изотопа U-233 в природе нет, и даже в этом случае потребуется формировать стартовые топливные загрузки реакторов либо на основе высокообогащенного урана, либо на основе плутония. Для первого варианта (использование высокообогащенного урана) необходимо иметь развитую структуру предприятий по обогащению природного урана, и получить заметные экономические преимущества от замены сырьевого изотопа U-238 на Th-232. Такая перспектива представляется сейчас не очень заманчивой. Во-первых, высокообогащенный уран это дополнительная головная боль в проблеме нераспространения, во-вторых, заметно поднять выгорание ториевого топлива не удастся, т.к. по-прежнему основным делящимся изотопом будет U-235.

Другой вариант – ориентация на использование стартовых плутониевых загрузок. Скорее всего, он более перспективен. Для реализации этой стратегии на первом этапе можно использовать оружейный плутоний или плутоний из облученного топлива тепловых реакторов. В перспективе можно рассчитывать на плутоний из экранов быстрых реакторов. Использовать плутоний целесообразно лишь на начальном этапе наращивания мощностей. Далее, при полном замыкании топливного цикла, в том числе и по U-233, следует переходить на топливные загрузки с U-233, который будет нарабатываться как в тепловых реакторах, так и в бланкетах быстрых реакторов.

Все эти варианты имеют право на рассмотрение, и, возможно, какие-нибудь из них достигнут стадии практического внедрения, в зависимости от перспектив развития атомной энергетики, развития прогрессивных технологий, региональных особенностей.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новости с ЗАЭС:

Самое важное открытие ХХ века

News image

За всю историю человечества было сделано много невероятных открытий. Но одно из самых пагубных и  разрушительных является ядерное оружие. Изобретение ...

Размещение на территории СХОЯТ Запорожской АЭС более со

News image

Руководство СХОЯТ представили на общее обозрение, специально оборудованную площадку, укрытую бетоном, которая хранит в себе контейнеры с использова...

Новости с ЧАЭС:

Проект ХОЯТ-2 переходит в стадию выполнения физических

News image

16 февраля подписана Поправка 4 к Контракту с компанией «Holtec International» на завершение строительства ХОЯТ-2 Переговоры по данной поправке в...

Визит на Чернобыльскую АЭС

News image

Сегодня, 23 ноября, Чернобыльскую АЭС с ознакомительным визитом посетила делегация иностранных дипломатов, сотрудников посольств иностранных государ...

«Уралмашзавод» получил лицензию на конструирование оборудова

News image

«Уралмашзавод» это завод, который находится в Екатеринбурге. Он получил лицензию на конструирование оборудования для ядерных устан...

Необходимое вещество для передачи генетической информации

News image

Все живые организмы состоят из клеток, клетки имеют сложное внутреннее строение. Одни из основных компонентом бактериальной клетки...

Хищения руководства «Гидропресса»

News image

Проверка установила, что в 2008 разрабатывая проектную документацию строительства энергоблоков атомной электростанции ОАО «СПБА...

Вероятность возникновения дефектов у чехлов приводов СУЗ бло

News image

Вероятность возникновения на блоке №5 АЭС Козлодуй дефектов, аналогичных найденным на шестом блоке, мала. Об этом в эфире пере...

Минфины РФ и Белоруссии согласовали вопрос о кредите на бело

News image

Минфины России и Белоруссии согласовали вопрос о предоставлении российского кредита на строительство АЭС в Белоруссии, сообщил ж...

Могилевский завод Электродвигатель начал серийный выпуск дву

News image

Могилевский завод «Электродвигатель» начал серийный выпуск двух новых модификаций двигателей для атомных электростанций, сообщил...

Игналинская АЭС намерена пересмотреть договор с подрядчиком

News image

Руководство Игналинской атомной электростанции (ИАЭС) намерено пересмотреть договор с основным подрядчиком - немецкой компанией ...

Белоруссия выиграет, если АЭС для нее построит не Россия

News image

Белоруссия выиграет в случае, если атомную электростанцию в республике построит не Россия, заявил РИА Новости в понедельник бывш...