Заключительные стадии ядерного топливного цикла (Обращение с отработавшим ядерным топливом), страница 2

               Основную долю активности ОЯТ составляют продукты деления. За трехлетний период выдержки, включая охлаждение после выгрузки на АЭС, транспортировку и промежуточное хранение, активность ПД и актинидов уменьшается на два порядка. Основная масса ПД распадается за первые 500 лет. После 200 лет доминирующая активность ОВУА определяется актинидами, после примерно 11 000 лет - долгоживущими продуктами делениями, такими как, например, ⁹⁹Тс.

               12.5.2 Переработка  ОЯТ

Рис. 12.5.2 Схема обращения с ОЯТ

  Разделка ТВС и растворение топлива

            На рис. 12.5.3 приведена технологическая схема предварительной переработки ОЯТ, предшествующей радиохимическому разделению и очистке делящихся нуклидов.

            Рис. 12.5.3. Система предварительной переработки топлива и очистки газообразных отходов перерабатывающего завода (KFA). 1’ - продукты деления (ПД);  2’ - уран;  3’ - плутоний

            Контейнер с ОЯТ (1) поступает в бассейн - хранилище ОЯТ (2), затем в камеру (3), где разделываются ТВС (концевые элементы ТВС отделяют от твэлов). Пучки твэлов рубят (4) на куски длиной ~5 см, которые сбрасываются в корзину (6 - аппарат для растворения, заполненный азотной ислотой), после выщелачивания остатки оболочек и других конструкционных элементов ТВС отправляют в хранилище конструкционных элементов (11). Твердые частицы (циркониевые или стальные опилки, образовавшиеся при резке ТВС, и нерастворенные частицы ПД и коррозии, кроме того, может также содержаться около 1% нерастворенного плутония), еще содержащиеся в топливе, отделяют от раствора с помощью грубых  фильтров (5) и центрифуг (7) и отправляются в хранилище нерастворимых остатков (10). Нерастворимые фрагменты ТВС LWR могут составлять до 0б3 кг циркониевой стружки и примерно 3,3 кг ПД и коррозии на 1 т UO₂ .

            Газовая очистка и удержание газообразных ПД

            Выделяющиеся в процессе растворения ОЯТ газообразные и летучие ПД вместе с парами воды, газообразными оксидами азота обрабатываются в системе газоочистки.

Компоненты этой смеси:

 - тритий, образующийся в результате тройного деления и по реакции (n,T) на легких ядрах. Около 40%  Т остается в структуре металла циркалоевых оболочек, остальной выделяется в виде тритированной воды - HTD (в процессе растворения) и может входить в состав водяного пара. Менее 1% трития содержится в виде газообразного тритиевого водорода - НТ;

 - ¹⁴С,  образующийся в результате  (n,a)- реакции из кислорода - ¹⁷О и в результате (n,р)-реакции из ¹⁴N. ¹⁴С  в газообразных продуктах присутствует в виде ¹⁴СО₂;

 - криптон является газообразный ПД, ⁸⁵Kr - составляет 7% от ПД;

 - ксенон - также газообразный ПД, из всех изотопов рассматривается только ¹³³Хе, имеющий относительно короткий  (5,27 сут.) период полураспада;

 - йод - ¹²⁹I и следы являются ограниченно летучими продуктами, обнаруживаемыми сразу же при растворении топлива.

  ¹⁰⁶Ru, незначительные следы b- и a-излучателей таких как стронций, уран и плутоний, могут попадать в поток газообразных продуктов в виде аэрозолей.

            Химическое отделение урана и плутония

Рис. 12.5.4 Упрощенная технологическая схема экстракции урана на перерабатывающем заводе (KFA): 1 - продукты деления; 2 - уран; 3 - плутоний

 

Приложение к разд.12.5

Потребление топлива и отходы продуктов его сгорания на электростанциях мощностью 1000 МВт_Эл: