Полный цикл статей Глобальный перехват ядерной инициативы
В тринадцатой статье цикла мы приступим к рассмотрению американского понимания текущего положения дел в сфере переработки ОЯТ.
Переработка ОЯТ легководных реакторов будет осуществляться в специализированных центрах. Совместными усилиями национальных лабораторий и атомной отрасли США в ходе реализации инициативы GNEP должен быть спроектирован и построен консолидированный центр по обращению с топливом (CFTC). В качестве базовой технологии для центра выбрана методика UREX+1a.
Различные стадии UREX+1a были проверены в лабораторных экспериментах. Выделяемый по данной методике уран может быть дообогащён, направлен на краткосрочное хранение, не требующее особенных защитных мер, или, в конце концов, захоронён как низкоактивные отходы. Что касается долгоживущих осколков деления - таких, как изотопы йода или технеция - то они в UREX+1a выделяются из общего объёма ОЯТ и иммобилизуются для долгосрочного хранения.
Методика UREX - это модификация методики PUREX, надёжно обоснованного в ходе полувекового применения в промышленных масштабах. С хорошей уверенностью можно предположить, что при реализации UREX не возникнет никаких принципиальных технологических и иных сложностей.
Методика PUREX в Соединённых Штатах
PUREX - Plutonium-Uranium Recovery by EXtraction.
В Соединённых Штатах накоплен значительный опыт переработки ОЯТ радиохимическими способами. Уже в годы Манхэттенского проекта, Соединённые Штаты являлись мировым лидером в области промышленных водных методов переработки. В ядерно-оружейном комплексе США методика PUREX применялась на площадках в Ханфорде и Саванна-Ривере.
PUREX исходно предназначался для выделения чистого плутония в военных целях. Но за 50 с лишним лет, в методику было внесено множество изменений, позволяющих получать и иные специальные ядерные материалы. Тем самым, была подтверждена гибкость и многогранность водных методов.
Их недостатки также хорошо известны - в PUREX образуются большие объёмы жидких высокоактивных отходов, с которыми необходимо что-то делать. Сейчас в США проводятся дорогостоящие и трудоёмкие работы по очистке тех объектов, где использовался PUREX. Следует признать, что основной целью PUREX всегда являлось скорейшее производство оружейных материалов, а отнюдь не минимизация отходов.
Впоследствии PUREX был адаптирован для нужд атомной энергетики. Были построены коммерческие заводы в следующих точках:
Лишь один из перечисленных заводов - Уэст-Валли - был введён в эксплуатацию. Он работал в период с 1966 по 1972 годы, после чего был остановлен из-за чрезмерно дорогих затрат на его требовавшуюся модернизацию.
Завод в Моррисе не был пущен из-за проектных ошибок, обнаруженных на этапе холодной обкатки его технологических линий. Такая же судьба оказалась уготованной и заводу в Барнуэлле, но по другим причинам - его пуск был отменён из-за изменений в политике Соединённых Штатов по отношению к переработке ОЯТ.
В мире методика PUREX успешно использовалась и используется на промышленных заводах во Франции, Соединённом Королевстве и Японии. Однако к ней регулярно предъявляются претензии с точки зрения нераспространения, так как PUREX позволяет выделять чистый плутоний.
Семейство методик UREX в Соединённых Штатах
UREX - Uranium Recovery by EXtraction.
За последние пять лет выполнены лабораторные исследования целой группы процессов переработки ОЯТ, семейство которых получило имя UREX+. В названии отражается тот момент, что на первом этапе процессов производится выделение урана. Общим для всего семейства признаком является отсутствие среди продуктов переработки чистого плутония.
Семейство UREX+. Продукты, выделяемые на различных стадиях.
Стадия Процесс | |||||||
Ln - редкоземельные осколки деления;
TRU - трансурановые элементы (плутоний, нептуний, америций, кюрий);
FP - осколки деления, за исключением цезия, стронция, технеция, йода и лантанидов;
остальные обозначения стандартны.
Процессы UREX+ создавались для различных применений. Так, UREX+1 и UREX+1a позволяют получать смеси (группы) трансурановых элементов, которые, в свою очередь, предназначаются для загрузки в быстрые реакторы для окончательного выжигания.
Методики UREX+3 и UREX+4 позволяют обеспечить рециклирование плутония и нептуния и обойтись при этом только перчаточными боксами - то есть, в этих методиках отпадает нужда в горячих камерах. Кроме этого, по плутоний-нептуниевому топливу в США были накоплены определённые экспериментальные данные в ходе эксплуатации реакторов EBR-II и FFTF. Отметим, что в UREX+4 выделяется чистый америций, что позволяет рассматривать вопрос об его выжигании.
Получаемые в ходе всех методик семейства UREX+ осколки деления FP имеют сравнительно низкие радиоактивность и тепловыделение, что позволяет иммобилизировать их в больших концентрациях в керамической форме.
Следует особо подчеркнуть, что многие из операций, входящих в состав методики UREX+1a, схожи с теми, что были продемонстрированы на заводах в Ля Аг (Франция), Селлафилде (Соединённое Королевство) и Рокасё (Япония).
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru
ДАТА: 29.03.2008