Выбор ядерного топливного цикла. Сравнение вариантов реализации заключительной стадии ядерного топливного цикла

12.1  Выбор ядерного топливного цикла [1]

            Развитие же ядерной энергетики связывают с максимально эффективным использованием действующих реакторов LWR, заменой уста­ревших реакторов и поиском путей к продлению срока службы реакторов LWR. Наряду с этим очень важное значение имеет долгосрочный стабильный ядерный топливный цикл (ЯТЦ). Стабильность ядерного топливного цикла определяют, в том числе, два следующих факто­ра: 1) стабильность на начальном этапе (постав­ка топлива) и 2) решение проблем на заключи­тельном этапе (переработка и удаление облу­ченного ядерного топлива (ОЯТ) и радиоактив­ных отходов).

            Подход к последней операции, а именно, обращении с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), оп­ределяет тип ЯТЦ. Если дальнейшее использование ОЯТ после его удаления из реактора не планируется, то оно рассматривается как радиоактивные отходы и отправляет­ся на долгосрочное хранение, а в перспективе - на оконча­тельное («вечное») захоронение. Такой цикл называется «открытым», или «разомкнутым». Но ОЯТ можно перерабо­тать, чтобы вновь использовать невыгоревший уран и об­разовавшийся при облучении топлива в реакторе плуто­ний. Такой вариант ЯТЦ называется «замкнутым по урану». Если же в оборот топлива включается и полу­ченный из ОЯТ плутоний, то речь идет о ЯТЦ, замкнутом по урану и плутонию.

            В большинстве стран темпы наработки ОЯТ как по техническим, так и по экономическим причинам превосходят мощности его радиохимической переработки. И поэтому большая часть ОЯТ после выгрузки из реактора и вы­держки в пристанционном хранилище направляется на дли­тельное (десятки лет) хранение. Такой подход к организации ЯТЦ называется «отложенным».

            Полная переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) еще не получила достаточного промышленного развития и экономически не выгодна.

            В настоящее время ядерные реакторы эксплуатируются в основном по схеме открытого ЯТЦ  с частичным замыканием по урану или плутонию.

В таблице 12.1.1 приведены показатели открытого топливного цикла основных типов реакторов.

Таблица 12.1.1 – Основные характеристики открытого ЯТЦ реакторов
(при сроке службы 30 лет и КИУМ 0,7)