Vyhořelé jaderné palivo

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 14. října 2021; kontroly vyžadují 10 úprav .

Vyhořelé jaderné palivo , vyhořelé jaderné palivo (VJP) - palivové články (TVEL) nebo jejich skupiny vytěžené z aktivní zóny, palivové soubory jaderných reaktorů jaderných elektráren a dalších zařízení (výzkumných, dopravních a dalších). Palivo je klasifikováno jako vyhořelé, pokud již není schopno účinně podporovat řetězovou reakci [1] .

Před vývojem současné technologie pro využití vyhořelého jaderného paliva v rychlých neutronových reaktorech v Rusku se věřilo, že praktická hodnota vyhořelého jaderného paliva je nízká a způsobuje problémy s likvidací a skladováním, nicméně tento typ reaktoru je možné využít energetický potenciál vyhořelého jaderného paliva, které poskytuje lidstvu zdroj energie na stovky let .

Charakteristika

Ve většině moderních reaktorů je TVEL tenkostěnná trubka z různých slitin zirkonia , ve které jsou „tablety“ sloučenin uranu (nejčastěji oxidu uraničitého ) různé úrovně obohacení , dlouhé 3 m (pro VVER ) a cca 1- 3 centimetry v průměru, opatřené konci se zátkami zajišťujícími těsnost palivového článku a jeho upevnění v palivovém souboru.

Vyhořelé jaderné palivo má na rozdíl od čerstvého značnou radioaktivitu díky obsahu velkého množství štěpných produktů (u reaktorů VVER cca 300 000 Ci v každém palivovém článku) a má vlastnost samovolného ohřevu na vzduchu na vysoké teploty (právě odsáté do cca 300 ° C ) a po těžbě z AZ je 2-5 let uchováván v bazénu vyhořelého paliva ( VVER ) nebo na periferii AZ ( reaktor BN-600 ). Po snížení uvolněné zbytkové energie je palivo odesláno ke skladování , likvidaci nebo zpracování VJP [2] .

Využití SNF v rychlých neutronových reaktorech

SSSR a poté Rusko zaujímají první místo na světě ve vývoji technologií pro stavbu reaktorů s rychlými neutrony, i když to již od 50. let dělají mnohé vyspělé země. První energetická jednotka s rychlým neutronovým reaktorem BN-350 byla spuštěna v SSSR v roce 1973 a do roku 1999 pracovala v Aktau . Druhý energetický blok byl v Bělojarské JE instalován v roce 1980 ( BN-600 ) a funguje nepřetržitě dodnes, v roce 2010 byla jeho životnost prodloužena o 10 let [3] . Na stejném místě byl v září 2016 uveden do provozu reaktor nové generace BN-800 [3] . Spolu s výrobou paliva MOX (směs oxidů uranu a plutonia), která byla zahájena o rok dříve, se Rusko stalo lídrem v přechodu na uzavřený jaderný palivový cyklus , který lidstvu umožní získat téměř nevyčerpatelný zdroj energie prostřednictvím recyklace jaderný odpad, protože konvenční jaderné elektrárny využívají pouze 3 % energetického potenciálu jaderného paliva [3] . Také v Rusku se vyvíjí alternativní technologie pro palivo SNUP , což je směs nitridů uranu a plutonia [4] .

Použití paliv MOX a MNUP umožňuje recyklovat vyhořelé „palivo“ a vyrábět nové směsné uran-plutoniové palivo, ve kterém se množství energie, kterou lze získat z přírodního uranu, zvýší asi 100krát. Zároveň se po zpracování VJP o faktor sníží množství radioaktivních odpadů podléhajících zvláštnímu nakládání a ukládání. Reaktory s rychlými neutrony jsou také schopny „spálit“ radioaktivní štěpné produkty s dlouhou životností (s dobou rozpadu až tisíce a stovky tisíc let) a přeměnit je na krátkodobé s poločasem rozpadu 200-300 let, poté mohou být bezpečně pohřbeny v souladu se standardními postupy a nenaruší přirozenou radiační rovnováhu Země.

Potenciál využití VJP

Podle Rosatomu za rok 2016 se na světě ročně vyrobí a spotřebuje asi 18 000 tun čerstvého jaderného paliva , z čehož 3 % hmoty těžkého kovu (540 tun) „shoří“ v cyklu výroby energie v jaderných elektrárnách . Vezmeme-li v úvahu, že jaderná energie zajišťuje 11 % výroby elektřiny, pak je k plnému pokrytí potřeb lidstva potřeba 4909 tun štěpného materiálu, což je několikanásobně méně, než se ročně vyprodukuje vyhořelé jaderné palivo.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Vyhořelé jaderné palivo / Slovník /  Knihovna NRC . US NRC (22. listopadu 2013). Získáno 29. listopadu 2013. Archivováno z originálu 5. prosince 2013.
  2. ↑ MAAE zveřejnila přehledovou zprávu o současném stavu technologií zpracování vyhořelého jaderného paliva. Archivní kopie z 20. října 2013 na Wayback Machine Atominfo.ru, 03.03.2009
  3. ↑ 1 2 3 Rusko podniká další kroky k přechodu na uzavřený jaderný palivový cyklus (nedostupné spojení) . Oficiální stránky Rosatomu . www.rosatominternational.com (29. listopadu 2016). Staženo 17. prosince 2019. Archivováno z originálu 17. prosince 2019. 
  4. ↑ Olga Ganzhur. Proč je nitrid lepší než oxid pro rychlé reaktory . Oborová publikace státní korporace Rosatom (25. listopadu 2020). Získáno 27. června 2022. Archivováno z originálu dne 27. června 2022.

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  V bibliografických katalozích