Плутоний Monju

Владимир Рычин, AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 03.04.2022

Япония окончательно или почти окончательно определилась с судьбой облучённого топлива закрытого быстрого натриевого реактора "Monju". В середине 30-ых годов его вывезут во Францию, помешать этому может только группа "Orano", если выставит за свои услуги неприемлемый ценник.

Попробуем разобраться, о каких количества плутония может идти речь.

История "Monju"

Реактор "Monju" - демонстрационный быстрый натриевый бридер. На критику впервые он был выведен 5 апреля 1994 года. Производсто электроэнергии на блоке с "Monju" началось 17 февраля 1995 года (уточним, что в базе PRIS приводится 29 августа 1995 года как дата первого подключения к сети).

В декабре 1995 года на блоке произошёл пожар из-за утечки натрия из второго контура. Хотя больших последствий пожар не имел, блок был остановлен. В последующие годы японские специалисты несколько раз предпринимали попытки вернуть блок в работу, но в конечном итоге 5 декабря 2017 года он был объявлен окончательно остановленым.

Общая энерговыработка реактора "Monju" составила не менее 23000 МВт×сут тепловой энергии. В базе PRIS отсутствуют данные по общей выработке электроэнергии.

Добавим, что проектная тепловая мощность реактора "Monju" составляет 714 МВт(т). Электрическая мощность энергоблока равна 280 МВт(э) брутто или 246 МВт(э) нетто.

В качестве топлива в реакторе "Monju" используется MOX-топливо двух разных обогащений по плутонию. Предусмотрен радиальный бланкет. Ориентировочное значение коэффициента воспроизводства равно 1,2.

Плутоний в активной зоне

Активная зона реактора "Monju" собирается из двух типов MOX-кассет. По данным JAEA, публиковавшимся ранее на сайте компании, в зоне малого обогащения (внутренняя) обогащение равно 16%, в зоне большого обогащения - 21%.

Зона малого обогащения (ЗМО) состоит из 108 кассет, зона большого обогащения (ЗБО) - из 90 кассет. Интересно, что визуально эти ТВС мало отличаются друг от друга. Это шестигранные сборки длиной 4,2 м и весом около 200 кг. На кассетах ЗМО есть маркировка "RU", на кассетах ЗБО - маркировка "RS".

По более точной информации, доступной из материалов различных конференций, масса плутония в каждой ТВС ЗМО составляет примерно 6 кг, а в каждой ТВС ЗБО - примерно 9 кг. Несложно подсчитать, что полностью собранная активная зона "Monju" со свежим топливом содержит 1,4-1,5 тонны плутония.

На сайте JAEA приводилась только суммарная загрузка активной зоны по урану и плутонию, она составляет 5,9 тонны.

Так как реактор "Monju" за свою историю имеет определённую энерговыработку, то в сборках уранового бланкета было наработано некоторое количество плутония (не слишком большое). Оценить наработку, исходя из открытых данных, не представляется возможным.

Зафиксируем только, что в каждой свежей ТВС бланкета содержится примерно 74 кг обеднённого урана, а всего радиальный бланкет собирается из 172 ТВС.

Общее количество плутония

Частичная перегрузка "Monju" планировалась два раза в год. Во время каждой перегрузки предполагалось менять 25% ТВС активной зоны и 20% радиального бланкета.

Очевидно, что помимо стартовой загрузки для "Monju" были изготовлены и кассеты перегрузочных партий.

На энергоблоке "Monju" есть несколько позиций, кроме активной зоны реактора, где могут находиться MOX-сборки.

Прежде всего, это узел хранения свежего топлива (Fresh Fuel Storage), пригодный для размещения максимум 50 MOX-сборок и 180 ТВС бланкета. Как видим, узел рассчитан на хранение одной перегрузочной партии для активной зоны и примерно пяти перегрузочных партий для бланкета.

Для размещения выгружаемых кассет в проекте "Monju" предусмотрен заполненный натрием бак EVST (Ex-Vessel Storage Tank). Там же могут находиться и свежие сборки. Ёмкость бака 250 кассет, то есть в него при необходимости можно разгрузить активную зону целиком и наиболее горячие ТВС бланкета.

Бассейн выдержки SFP (Spent Fuel Pond) рассчитан на хранение максимум 1412 сборок.

На блоке есть ещё минимум четыре позиции, на которых могли бы находиться MOX-сборки, однако их вместимость мала.

Выполнить с опорой на открытые источники точный подсчёт максимально возможного количества плутония, который мог бы находиться на энергоблоке "Monju", достаточно сложно.

По некоторым известным данным, общее количество плутония в виде свежего и облучённого топлива, связанного с "Monju", составляет более 2,1 тонны.

Сводки JAEC

Комиссия по атомной энергии Японии (JAEC) ежегодно публикует сводки о плутониевом хозяйстве страны. В них есть данные по плутонию на "Monju".

Необходимо учитывать, что для "Monju" в сводках приводится только количество плутония по статье "Unirradiated fuel held at nuclear reactor sites, etc.", то есть плутония в необлучённом топливе на реакторной площадке.

Остальная часть связанного с "Monju" плутония учтена в других статьях сводки и не может быть легко выделена.

График, построенный по данным из сводок, приводится ниже. По оси абсцисс годы, оси ординат - масса в кг плутония в необлучённом топливе на площадке. Видны подготовка к повторному пуску до Фукусимы и послефукусимский провал.

В сводках JAEC приводятся некоторые данные по запасам делящегося плутония. К сожалению, даже для свежего топлива "Monju" такой информации нет.

Есть только общее соотношение масс делящего плутония к суммарному плутонию для всех японских реакторов, включая энергетические. Оно достаточно большое - например, в 2020 году оно достигает примерно 0,7.

По активной зоне реактора "Monju" электронное издание AtomInfo.Ru ранее публиковало оценку, что в ней содержится при полной загрузке 1,4 тонны плутония, включая 0,87 тонны делящихся изотопов плутония, или 62% от общей массы плутония.

Вместо заключения статьи отметим, что в том случае, если во Францию в 30-ые годы будут вывезены все топливные материалы, связанные с "Monju", то это будет означать вывоз не менее 2,1 тонны плутония, причём порядка 1,3 тонны (если учитывать коэффициент 62%) из них будут делящимися изотопами плутония.

Ключевые слова: АЭС Монджу, Плутоний, Япония, Статьи, Владимир Рычин

---

Другие новости:

"Natrium" - орегонские сомнения

Вокруг проекта слишком много неопределённостей.

Кения выбрала две площадки

Килифи и Квале.

Индия приступит к серийному строительству блоков с PHWR-700 в 2023 году

Начнут с блока "Kaiga-5".

---

---

---

---

Поиск по сайту: