Понятие топливного цикла. Открытый и замкнутый топливный цикл.

Ядерный топливный цикл – это ряд последовательных технологических стадий, включающие в себя изготовление, использование и переработку ядерного топлива.

Открытый (разомкнутый) ЯТЦ.

1) Добыча урановой руды;

2) Производство окта-оксида урана U₃O₈;

3) Конверсия U₃O₈ в UF₆;

4) Обогащение UF₆;

5) Изготовления ядерного топлива (твэлы и ТВС)

6) Использование ядерного топлива в ядерных реакторах;

7) Хранение ОЯТ в приреакторных хранилищах;

8) Окончательное захоронение ОЯТ в геологических формациях.

Замкнутый ЯТЦ с использованием регенерированного урана.

1) Добыча урановой руды;

2) Производство окта-оксида урана U₃O₈;

3) Конверсия U₃O₈ в UF₆;

4) Обогащение UF₆;

5) Изготовления ядерного топлива (твэлы и ТВС)

6) Использование ядерного топлива в ядерных реакторах;

7) Хранение ОЯТ в приреакторных хранилищах;

8) Переработка ОЯТ с выделением урана, плутония и РАО;

9) Возвращение регенерированного урана на стадии конверсии и обогащения;

10) Размещение плутония в спецхранилищах;

11) Окончательное захоронение РАО в геологических формациях.

Замкнутый ЯТЦ с использованием регенерированного урана и плутония.

1) Добыча урановой руды;

2) Производство окта-оксида урана U₃O₈;

3) Конверсия U₃O₈ в UF₆;

4) Обогащение UF₆;

5) Изготовления ядерного топлива (твэлы и ТВС)

6) Использование ядерного топлива в ядерных реакторах;

7) Хранение ОЯТ в приреакторных хранилищах;

8) Переработка ОЯТ с выделением урана, плутония и РАО;

9) Возвращение регенерированного урана на стадии конверсии и обогащения;

10) Изготовление смешанного уран-плутониевого оксидного топлива (МОХ-топлива) на основе обогащенного урана и плутония;

11) Окончательное захоронение РАО в геологических формациях.

Существует две точки зрения на целесообразность замыкания ЯТЦ.

1) Замыкание ЯТЦ требует химической переработки ОЯТ, выделения, транспортировки и использования оставшегося урана и вторичных делящихся нуклидов для рефабрикации ядерного топлива. Тем самым, замыкание ЯТЦ создает ряд сложных технологических и политических проблем, главными из которых являются:

а) возможность хищения расщепляющихся ядерных материалов террористическими группами для создания ядерных взрывных устройств;

б) сложность и потенциальная радиологическая опасность переработки ОЯТ;

в) сложность и потенциальная радиологическая опасность переработки и захоронения РАО.

2) Другая точка зрения рассматривает ОЯТ не как отходы, пригодные только для окончательного захоронения, а как ценный ядерный материал, содержащий первичное и вторичное ядерное топливо, которое можно и нужно извлечь и многократно использовать для рефабрикации ядерного топлива АЭС. Развитие замкнутого топливного цикла рассматривается как основной стратегический путь обеспечения национальных энергетических потребностей, т.е. для обеспечения национальной независимости в энергетических ресурсах.

Технологические проблемы переработки ОЯТ, переработки РАО и их захоронения оцениваются как сложные и радиологически опасные, но вполне разрешимые на базе существующих методов и оборудования.

Возможность хищения или несанкционированного использования ядерных материалов в замкнутом ЯТЦ существует. Однако считается, что эта проблема также может быть успешно решена с помощью национальных и международных систем контроля за нераспространением ядерного оружия.