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:

«ОП «Запорожская АЭС» проводит подбор кандидатов

News image

«ОП «Запорожская АЭС» проводит подбор кандидатов для трудоустройства в гидротехнический цех на вакантные должности капитан и механик по судовым сист...

19 ноября 2009 года на Запорожской АЭС была проведена б

News image

Запорожская АЭС уделяет вопросу зарыбления Каховского водохранилища большое внимание и сегодняшняя акция по зарыблению проводилась Запорожской АЭС н...

Новости с ЧАЭС:

МАГАТЭ - Чернобыльской АЭС

News image

18 мая в Киеве начала работу экспертная миссия МАГАТЭ, посвященная рассмотрению Проекта окончательного закрытия и консервации (ОЗиК) блоков ЧАЭС. Э...

Визит Первого вице-премьер-министра Украины на Чернобыл

News image

23 сентября Первый вице-премьер-министр Украины Андрей Клюев, исполняющий обязанности Министра МЧС Михаил Болотских и члены Межведомственной комисси...

Что же произошло с Ростовской АЭС. Почему была приостановлен

News image

Мы все знаем, что атомная энергетика- передовая отрасль, развитие которой ведет к процветанию стран, Россия не является исключение...

Президент Болгарии настаивает на скорейшем строительстве АЭС

News image

Президент Болгарии Георгий Пырванов продолжает настаивать на ускорении строительства второй атомной станции и считает данный про...

Отставка генерального директора ОАО «Атомэнергомаш» Владими

News image

Владимир Кащенко сказал, что его решение относительно ухода на новую работу он принял сегодня, и он его хорошенько взвесил. Атомэн...

Кобальт-60 оказался в Индии на свалке из-за ошибки в расчёта

News image

Ошибка в расчётах стала причиной попадания на городскую свалку Дели радиоактивного изотопа кобальт-60, пишет 29 апреля газета T...

Великобритания будет строить новые АЭС, но не знает, что дел

News image

Власти Соединённого Королевства сделали окончательный выбор в пользу строительства АЭС замещения для выводимых из эксплуатации у...

АЭС Украины: произведено 281,92 млн. кВт ч. электроэнергии

News image

На украинских атомных станциях 28 декабря работал 14-ый и 15-ый энергоблоки. На Ривненском АЭС энергоблоке №4 уже девятые сутки пр...

Шестой энергоблок Запорожской АЭС отмечает 15-летний юбилей

News image

19 октября 1995 года в 4 часа 23 минуты подключили к энергетической системе Украины энергоблок № 6 Запорожской АЭС. С этого ...

На Смоленской АЭС начал работу семинар МАГАТЭ

News image

14 февраля 2011 г. на Смоленской АЭС стартовал семинар, посвященный вопросам периодической оценки и вероятностного анализа безоп...