Заключительные стадии ядерного топливного цикла (Обращение с отработавшим ядерным топливом)

Страницы работы

Содержание работы

12.5   Заключительные стадии  ядерного топливного цикла
(
Обращение с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ)

            Обращение с отработавшим топливом  Общий термин, объединяющий все виды деятельности, которые связаны с обработкой, кондиционированием, транспортировкой, хранением, переработкой и захоронением топливных элементов, облученных в реакторе.

               12.5.1  характеристика отработавшего ядерного топлива (ОЯТ)

               Состав  ОЯТ на примере реактора LWR на 1 т  тяжелого металла (1,14 т UO2  ≈ 1 т тяжелого металла):

Свежее топливо - 32 кг 235U  и 968 кг 238U

ОЯТ  с выгоранием 36 МВт.сут/кг  - 6,8 кг 235U и  942 кг 238U;  4,1 кг 236U; 9,5 кг Pu; 36,9 ПД; 0,5 кг 237Np; 0,15 кг Am и 0,04 кг Cm.

 

На  рис. 12.5.1 показаны изменения структуры топливной таблетки из UO2 после дли­тельного облучения в реакторе с большой мощностью. В этом сечении до­статочно четко выделены три отличные друг от друга зоны. В периферий­ной зоне микроструктура топлива не изменилась по сравнению с микро­структурой необлученного топлива, поскольку температура в этой области в рабочих условиях слишком низка, чтобы вызвать перестрой­ку кристаллической структуры. Для промежуточной зоны (называемой равноостной зоной) характерно увеличение размеров зерен вследствие их роста, а центральная зона (столбчатая) содержитстолбчатые зерна, возникающие в результате миграции пор вдоль температурного градиента.

Рис. 12.5.1. Поперечное сечение облученной топливной таблетки:

1 - центральная полость; 2 - зона столбчатых зерен; 3 - зона равноостных зерен; 4 - первоначальная микрострук­тура топлива; 5 - оболочка из нержа­веющей стали

Таблица 12.5.1 Характеристики отработавшего ядерного  топлива после выгрузки из активной зоны

Характеристика ТВС

LWR

HWR

Газоохлаждаемые реакторы

FBR

PWR,

1000 МВт(эл)

BWR,

1000 МВт(эл)

CANDU, 540 МВт(эл)

AGR,

660 МВт(эл)

THTR,

300 МВт(эл)

HTGR,

342 МВт(эл)

LMFBR,

1000 МВт(эл)

Общая длина, мм

3200-4827

4470

495

1049

-

793

5400

Поперечное сечение, мм:

ширина грани

197-230

138-152

-

-

-

-

166

диаметр

-

-

81.4-102.5

238

60(шар)

-

-

Материал оболочки ТВЭЛ

циркалой -4

циркалой -2

циркалой -4

Нержав. сталь

Графит

Графит/SiC

Нержав. сталь

Общая масса ТВС, кг

480-840

250-307

16,6-24,7

83,5

0,205

128,6

470

Масса тяжелого металла, кг

122-548

172-194

13,4-19.8

42,7

12,6

155

Вид топлива

UO2

UO2

UO2

UO2

(U1,Th) O2

(U1,Th) O2

(U,Pu) O2

Проектное выгорание, МВт×сут/кг

26-40

27,5-30

6,5-8,1

10-25

100

110

70-100

Общая активность, Бк/кг:

после 150 сут

1,7×1014

1,4×1014

-

4,4×1013

5,2×1014

2,7×1014

2,4×1014

после 1 года

8,5×1013

7,0×1013

2,9×1013

2,3×1013

,0×1014

1,4×1014

1,4×1014

после 10 лет

1,2×1013

1,1×1013

3,1×1012

3.7×1012

4,1×1013

4,1×1013

2,6×1013

Тепловыделение, Вт/кг:

после 150 сут

24,3

18,7

-

4,9

60

28

27

после 1 года

10,4

8,2

3,15

2,4

26

15

14

после 10 лет

2,3

2,2

0,22

0,3

4,2

3,8

1,3

Проектная выгрузка:

количество ТВС

41-64

170-210

4863

820

1,7×105

240

154

масса урана, т

26,3-32,9

35,8-38

90,9

35

8,9×102

0,125

25

масса плутония, кг

258-316

260-313

345

164

1,5

2,81

2100

Похожие материалы

Информация о работе