СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЯДЕРНО-ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ В ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ В СООТВЕТСТВИИ С ТРЕБОВАНИЯМИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

摘要

Рассмотрены состояние и направления развития ядерно-топливных циклов в ядерной энергетике с учетом экологических аспектов использования атомных электростанций. Проведен анализ достоинств и недостатков ядерной энергетики в сравнении с тепловой энергетикой на органических видах топлива. Переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) является актуальной задачей атомной отрасли, так как топливо, выгружаемое из современных реакторов любого типа, содержит большое количество радиоактивных элементов, опасных для окружающей среды. В то же время вновь образующиеся изотопы урана и плутония необходимо использовать для воспроизводства нового ядерного топлива. В отработавшем ядерном топливе содержатся и другие виды ценных продуктов деления. Условия обращения с ОЯТ определяются экологическими и экономическими факторами. При выборе метода обращения следует оценивать эти факторы на всех этапах его реализации. Имеется два основных метода обращения с ОЯТ. При открытом ядерно-топливном цикле отработавшие тепловыделяющие сборки (ТВС) выдерживают в хранилищах, в последующем они подлежат захоронению. При замкнутом ядерно-топливном цикле выделенные уран и плутоний, очищенные от продуктов деления, используют для изготовления новых партий топлива. Разработка эффективных замкнутых топливных циклов с применением смешанного уран-плутониевого топлива может обеспечить успешное развитие ядерной энергетики только при условии реализации новых эффективных технологических процессов переработки, которые отвечают жестким требованиям экологической безопасности и надежности применяемого технологического оборудования. Разнообразие технологических процессов обусловлено различными видами устройств ТВС, применяемыми конструкционными материалами и составом, который зависит от компонентов ядерного топлива и условий эксплуатации сборок в ядерном энергетическом реакторе. Выполнен обзор технологических процессов переработки ОЯТ, методов обращения с тепловыделяющими сборками. На основе анализа современных технических решений по регенерации ОЯТ сделан вывод о том, что новые технологии переработки должны соответствовать требованиям экологической безопасности, обеспечивать более полное использование ресурсной базы ядерной энергетики, получение в промышленных масштабах ценных редких и рассеянных элементов, сокращение выхода радиоактивных отходов.