Újrahasznosítás újrahasznosítása

Újrahasznosítás újrahasznosítása. I. rész Mennyiség és stratégia.

A nukleáris üzemanyagciklus lezárása fontos lépés mind a nukleáris energiaforrások megbízható ellátásának szempontjából, mind a nukleáris hulladék kezelésének szempontjából. A NAÜ új kiadványa az IAEA 1. nukleáris energia sorozatának a nukleáris üzemanyagciklus lezárásának problémáira hárul. NF-T-4.4. Az újrafeldolgozott urán használata: kihívások és opciók.

A regenerált urán felhasználásának módjai

A kiégett nukleáris üzemanyag újrafeldolgozásából visszanyert urán (regenerált urán) különböző módon visszavezethető az üzemanyagciklusba. Használható közvetlenül, újbóli dúsítással, valamint dúsított vagy természetes uránnal keverhető. Ezenkívül a regenerátum felhasználható védőanyagként a kiégett nukleáris tüzelőanyagok tárolására szolgáló tartályokban vagy olyan egyéb alkalmazásokban, amelyek túlmennek az atomenergián.

A visszanyert urán különböző alkalmazása

Közvetlen alkalmazás esetén a regenerátum szolgálhat az áramlás kiegyenlítésére és a nehézvíz reaktorok égetésének növelésére, és a MOX üzemanyag vagy a gyors reaktorok takarására szolgáló anyag előállításánál is mátrixként működik. A dúsított vagy természetes uránnal való gazdagítás vagy keverés után a regenerátum tüzelőanyagként visszakerülhet könnyű víz és gázgrafit reaktorokká.

Egy nagy csoport ország - Belgium, Nagy-Britannia, Németország, India, Olaszország, Kazahsztán, Kína, Hollandia, Oroszország, USA, Ukrajna, Franciaország, Svájc, Svédország és Japán - vagy jelentős tartalékai újrafeldolgozott urán, vagy egy program vagy tervek beszerzése regenerálódik az SNF-ből.

Újabb három ország - Argentína, Kanada és Dél-Korea - fontolgatja újrafeldolgozó stratégia, beleértve az újrahasznosított urán nehézvizes reaktor.

Emiatt a legtöbb regenerátum volt dekonvertirovana folyékony uranil-nitrát-hexahidrátot UNH egy stabil, szilárd forma urán-oxid UO3 vagy U3 O8 és betárolt.

Az Uranil-nitrát-hexahidrát kémiai képlete UO2 (NO3) 2-6H2O, de UNH-nak nevezik.

A fent említett összegen felül több mint 120 ezer tonna kinyert uránt lehet visszaszerelni a közbenső tárolásból származó kiégett nukleáris üzemanyagból.

Az Egyesült Királyságban a regenerált tartalékokat két forrásból töltik fel: az égetett fém üzemanyagtól a Magnex reaktorokig és az oxidos SNF visszanyerésétől az AGR és LWR reaktoroktól.

Franciaországban négy SNF újrafeldolgozó üzem létezik - az UP-1 a dél-franciaországi Marcoolban, valamint az UP2-400, az UP2-800 és az UP-3 a La Ag-ban.

A La Ag UP2-400 üzemét is jelenleg leállítják. Ezért az egyetlen üzem Franciaországban maradt UP2-800 és UP-3.

Az urán összmennyisége, amelyet az SNF-től Franciaországig teljes időtartamra osztottak fel, meghaladja a 45 ezer tonnát. Szinte egyenlő - 23 ezer 22 ezerrel szemben - a gázhűtésű reaktorok SNF-től való regenerálása és a könnyű vízreaktorok SNF-től való regenerálása között oszlik meg.

Visszahódított kiégett nukleáris fűtőanyag-dúsítás GCR amely átlagosan 235 U 0,4% alatti, és most a francia nem tekintik hasznosításában dúsítása - válik gazdaságtalanná folyó árakon SWU.

Regenerálás az LWR-ből Az SNF-t UNH formában exportálja Pierrelate-be, ahol az U3 O8-ba konvertálódik. vagy az UF6-ban, annak további felhasználási tervek függvényében. Itt a Pierrelate-ben tárolják az "Electricite de France" céghez tartozó regenerátumot.

Japánban a Tokai-üzemben az SNF újrafeldolgozó termékeit UO3 formában kapják. vagy uránt és plutóniumot tartalmazó nitrogénoldat formájában.

Az UO3-at később speciális tartályokban csomagolják és az ártalmatlanító helyre szállítják. Összességében Japán 800 tonna uránt gyűjtött össze UO3 formában.

Az urán és a plutónium oldatai deazotálódnak, aminek eredményeként az urán és a plutónium vegyes oxidja keletkezik. Ezt a terméket Tokai-ban tárolják mindaddig, amíg végleges döntés nem születik a sorsáról.

Az Orosz Föderációnak gyakorlatilag nincsenek regenerált urántartalékai, mivel azonnal újrahasznosítják az RBMK reaktorokban. Az egyetlen kivétel a nyugati eredetű regenerátum hígításához szükséges anyagok - ez a kivétel az alábbiakban olvasható.

Stratégiák a regenerálódáshoz a múltban

Az Egyesült Királyságban a regenerált újrahasznosítás már régóta elsajátította. Az 1980-as évek közepéig az AGR reaktorok tüzelőanyagainak nagy részét uránból állították elő, melyet a magnetocén reaktorok SNF újrafeldolgozása eredményezett.

Tól Sellafield Springfieldsben 17.000 tonna újrafeldolgozott urán eltávolítjuk, átalakított formában hexafluorid és dúsítást követően a URENCO centrifugák létrehozásához használt üzemanyag AGR.

Mint már említettük, az égési mélység Magnox reaktorok kicsik, és a koncentrációt U 232 és U 236 saját elhalványult üzemanyag elhanyagolható. Mindazonáltal a feldolgozó iparoknak dolgozó eljárást kellett kidolgozniuk a 232 U, valamint a 99 Tc és 106 Ru izotópok bomlási termékeinek jelenlétében.

1982-ben az Egyesült Királyság megállt egy programot az urán regenerálásának újrahasznosítására. Az abban részt vevő átalakítási létesítmények jelenleg le vannak tiltva.

Németországban az 1980-as évek elején megkezdődött az urán visszatérésének lehetősége az üzemanyagciklusra. Az üzemanyag üzem Lingenben akkoriban tartozott „Simens” / KWU, és most ellenőrzi a társaságot „AREVA NP”, állította elő a fűtőelem-tartalmú doobogaschonny regenerálódott uránt. A kazettát az "Obrigheim" atomerőmű (Obrigheim) aktív zónájába töltötték. A dúsítás a szerelvény-ra emeljük, 3,5%, hogy kompenzálja a negatív hatásait a jelenléte a izotóp 236 U. Az újraszámítása friss üzemanyag a dúsított urán, ez egyenértékű volt a 3,2% dúsítási értéket.

Az első kísérlet idején a német atomerőművek átlagos égési ideje 32 GWt / nap volt. Az 1980-as évek közepén a kiégés 37 GWt / napra emelkedett.

Ezután, Németország vett egy második kísérletben - urán regenerált volt doobogaschon a URENCO üzem Almelo (Hollandia) és a használt a termelés a négy patronok betöltött aktív blokk „Nekarvesthaym-1” zóna (Neckarwestheim-1) a reaktorból PWR 1986-ban és 1987-ben volt.

Németországban egyértelműen hajlamos volt a kiégés mélységének növelésére. Ez korlátozó tényezőt teremtett a regenerátum használatához. Kazetták szükséges regenerálására nagyobb kezdeti dúsítását kompenzáció 236 U. Bebizonyosodott, hogy amikor az égési-GW 44 × d / t a kezdeti dúsítási kazetták regenerálni lehet 5%. A regenerált 5% feletti dúsítás nem volt praktikus és gazdaságtalan.

Korai együttműködve MRZ (Elecrtostal) 90-es évek „Siemens” javasolt alternatív megközelítést - a visszanyert urán nem doobogaschaetsya, de keverve egy magasabb urándúsító (legfeljebb 20%). Ebben az esetben lehetséges egy adott dúsítás elérése alacsonyabb 236 U koncentrációnál.

Az következtetésre jutott a német energetikai társaság a végén az első próbálkozás, hogy újra uránt, azt mondja - minden blokk meghatározásához szükséges műszaki és jogi akadályok és nehézségek a lehető leghamarabb, hogy létrehozzák a legmegfelelőbb utat neki vissza a használata az urán.

A jelentés tartalmazza a következő adatokat az eredmények a nyugati szerződések MSZ - tette 1693-ban, a TVS (673 tonna urán), valamint 126 tonna uránt formájában pellet tüzelőanyag. Az utóbbi esetben a tablettákat a Lingen-i üzemhez (Németország) szállították, ahol kazetták gyártására használták őket.

Ami a saját regenerálódását illeti, Oroszország az alábbiak szerint jár el. Az RT-1 üzemben termelt uránt a VVER-440 reaktorok SNF-finomításának eredményeképpen összekeverik a kutatási és szállítási reaktorokból származó kiégett nukleáris üzemanyag újrafeldolgozása során felszabaduló urán-salétromsav-oldatban. A kapott 2,6% -os dúsítású UNH-kompozíciót az RBMK-reaktorok üzemanyag-gyártására szolgáló üzemekbe szállítják.

Érdekes megjegyezni, hogy a francia kezdett dolgozni a regenerációban, anélkül, hogy növelni dúsítás, hogy kompenzálja a 236 U - a szerelvények helyreállításához ugyanaz volt a átlagdúsítású (3,7%), valamint a szerelvények friss uránt. Ezt csak egy bizonyos idő után, EdF tudta szerezni az engedélyt, hogy növelje dúsítási szalagok regenerálására akár 4,1%.

A franciaek különös figyelmet fordítanak a dúsítás gondos kiszámítására, melynek meg kell felelnie a regenerált összeállításokban, mivel a meghatározás hibái elkerülhetetlenül a kampány hosszának veszteségéhez vezetnek.

A svájci Kernkraftwerk Gosgen (KKG) stratégiát dolgozott ki az urán és a plutónium hőreaktorjai újrahasznosítására. Ráadásul a KKG beleegyezett abba, hogy egy svájci atomerőműből származó üzemanyagot külföldi eredetű urán regenerálással használjon.

A stratégia gyakorlati megvalósítása minden egyes állomáson változott, az operatív szervezet törekvéseitől függően.

A Muhleberg atomerőműben a regenerátumot csak értékesítésre és viszonteladásra használták. A Leibstadt atomerőmű átvette regenerátumát egy másik állomásnak, a Beznau atomerőműnek.

A regenerátum újrahasznosítását Svájcban hajtják végre a Beznau atomerőműben (Beznau) és a Gosgen atomerőműben (Gosgen). Az urán ezen állomások esetében Oroszországban dúsított, hígítással friss urán magasabb dúsítás. A regenerált üzemanyag-ellátásra vonatkozó meglévő megállapodásoknak köszönhetően mindkét állomás az elkövetkező évtized második feléhez tartozott.

Ismeretes, hogy India a PHWR nehézvízi reaktoraihoz használt üzemanyag előállításában regenerál. Eredmény szerint ez a regeneráció a PHWR SNF-ből történő újrafeldolgozással érhető el. A regenerált üzemanyag ugyanabban a cégekben készül, mint a friss urán üzemanyaga, miközben szigorúan megkülönböztetik a két folyamat technológiai vonalait.

Az üzemanyagcellák regenerált használt PHWR, hogy sima az energia területén. A PHWR defektus ismert - az övezetben a gyűjtött kizárólag friss üzemanyag, elfogadhatatlanul nagy energiájú kialakítva a középső rész. Ennek egyik módja, hogy megszabaduljon ez -, hogy adjunk a kezdeti töltési elemekkel regenerálódott uránt.

Az is ismert, hogy az indiai nukleáris mérnökök üzemanyagcellák használata regenerálódni csökkenti a szükséges időt, hogy kilépjen a ISU címletű. Az ilyen elemek töltik fel az egyensúlyi zónában annak érdekében, hogy csökkentsék a fogyasztása természetes uránt.

Mennyiségi adatok használatát kiszedett Indiában NAÜ kiadvány nem.

A jelenlegi piaci körülmények között regenerálódni

Bár a készletek urán kivont kiégett fűtőelemek elegendően nagy, a piac még nem alakult, hogy visszaszerezzék az üzemanyag.

• nem állapítható meg egységes szabványok urán visszanyert termék, köztük az izotóp-összetétel és kémiai forma;
• üzem kapacitásának részt vesz a termelési lánc urán újrahasznosítás korlátozott;
• Sőt, az összes ezeket a láncokat nem igazodik az igényeihez lehetséges;
• működő szervezetek nem teljesen értem, hogy mit akarnak, és milyen változásokat terveik szenvedhet a jövőben.