Рециклиране регенерира. Част I. Броят и стратегия.

Затварянето на цикъла на ядреното гориво е важна стъпка както по отношение на осигуряването на надеждни ядрени енергийни ресурси, както и с лечението на ядрени отпадъци. NFC веригата проблеми на урана е посветена на публикуването на нова МААЕ IAEA ядрена енергетика Series No. NF-T-4.4. Използването на преработката на уран: предизвикателства и възможности.

Начини за използване на възстановен уран

Уранът се възстановява след преработване на отработено ядрено гориво (възстановен уран) могат да бъдат върнати горивния цикъл по различни начини. Тя може да се използва директно, може да бъде doobogaschon, и могат също да бъдат смесени с естествен или обогатен уран. Освен това, регенерирани може да се използва като защитен материал в контейнери за отработено ядрено гориво или за получаване на други приложения, които излизат извън рамките на ядрената енергетика.

Различни приложения на възстановени уран

В случай на директно прилагане на регенерирани могат да служат за подобряване на потока и изравняване на прегаряне в реактор с тежка вода, но също действа матрица за производство на гориво или МОХ-картини за бързо реактори одеала. След обогатяване или смесване с обогатен или природен уран регенерирани могат да бъдат върнати като гориво в светли реактори с вода и газ-графит.

Голяма група от страни - Белгия, Великобритания, Германия, Индия, Италия, Казахстан, Китай, Холандия, България, САЩ, Украйна, Франция, Швейцария, Швеция и Япония - или има значителни запаси от преработката на уран или програма или планове за получаване на добити от отработеното ядрено гориво.

Още три държави - Аржентина, Канада и Южна Корея - обмислят преработване стратегия, включително използването на рециклиран уран в реактора за производство на тежка вода.

Поради тази причина, повечето от регенерата е dekonvertirovana течност уранил нитрат хексахидрат UNH в стабилна твърда форма на уран оксид UO3 или U3 О8 и се поставя в склад.

Уранил нитрат хексахидрат има химична формула UO2 на (NO3) 2 -6H2 О, но е означен като UNH.

В допълнение към по-горе номер, повече от 120 хиляди тона преработката на уран могат да бъдат възстановени от отработеното гориво в междинни хранилища.

запазва Великобритания регенерира попълват от два източника - от обработката на изгорелите реактори Magnox метал горива и преработка на отработено ядрено гориво оксид AGR и реактор с лека вода реактори.

Франция има четири фабрики за преработка на отработено ядрено гориво - до 1 на Marcoule в южната част на Франция, както и UP2-400, UP2-800 и до-3 в Ла Хага.

UP2-400 завод в Ла Хага в момента също е в изправност. Ето защо единствената работна завода във Франция остана UP2-800 и УП-3.

Общият размер на уран, разпределени за всички времена във Франция на отработено ядрено гориво, повече от 45 хиляди тона. Това е почти равен - 23000-22000 - е разделена между ОЯГ от новородения газ охладена реактори и регенерира от отработеното гориво от реактори с обикновена вода.

Отвоювани от прекарал обогатяване на ядрено гориво GCR има средно по 235 U под 0.4%, а сега французите не смятам, повторна употреба чрез обогатяване - става нерентабилна по текущи цени за ЮЗУ.

Отвоювани от прекарал РЛВ изнася в UNH форма Perrelyat където или превърнати в U3 O8. или UF6, в зависимост от бъдещите планове за неговото използване. Тук, в Perrelyate съхраняват рекултивирани, собственост на "Електрисите дьо Франс".

В Япония, в завода в Tokai преработка продукти са получени или във формата на UO3. или азот под формата на разтвор, съдържащ уран и плутоний.

UO3 допълнително опаковани в специални контейнери и транспортират за изхвърляне. Като цяло, Япония е натрупал 800 тона уран под формата на UO3.

Решения на уран и плутоний denitriding, даване на изхода на смесени оксиди на уран и плутоний. Този продукт се съхранява в Tokai до окончателно решение за съдбата му.

България има практика няма запаси от преработката на уран, тъй като се веднага рециклирана в РБМК реактори. Единствените изключения са материалите, необходими за регенериране на разреждане на Западна произход - това изключение е описано по-долу.

Стратегиите за използването на регенерирани в миналото

В Обединеното кралство рециклиране на регенерирани отдавна усвоили. До средата на 80-те години повечето от горивото за AGR реактори, произведени от уран в резултат на преработка Magnox реактори.

От Sellafield в Спрингфийлд бе отстранен на 17 хиляди тона преработката на уран, се превръща в формата на хексафлуорид и след обогатяване на Urenco центрофуги, използвани за създаване на гориво за AGR.

Както вече бе споменато, прогаряне в дълбочина реактори Magnox са малки, и концентрацията на U 232 и U 236 в тяхната стопи гориво незначително. Въпреки това, съоръжение преобразуване трябва да бъдат разработени методи за работа в условията на наличие на дъщерни 232 U продуктите от разпада, както и на базата на изотопите 99 ТС и 106 Ru.

През 1982 г. в Обединеното кралство, за да спрете програмата за рециклиране на уран регенерират. Занимава се с инсталирането му превръщане в момента не работи.

В Германия проучват възможности за връщане към цикъла на ураново гориво, започнати в началото на 80-те години. На завода за гориво в Линген, по това време принадлежи на "Сименс" / KWU и сега контролира дружеството "AREVA NP", е произведен от един горивен елемент, съдържащ doobogaschonny регенерира уран. Касета зарежда в активната зона на АЕЦ "Obrigaym" (Obrigheim). Обогатяването на системата се повишава до 3.5% за компенсиране на негативните ефекти от присъствието на изотоп 236 U. В преизчисляване на прясно гориво на уран, това е еквивалентно на стойност обогатяване 3,2%.

По време на първия експеримент, средната изгаряне на ядреното на немски АЕЦ е 32 х GW ден / т. В прегаряне на средата на 80-те години се повишава до 37 GW х г / тон.

След това, Германия е взето втори експеримент - уран регенерирани се doobogaschon на Urenco растение в Almelo (Холандия) и се използва за производството на четирите касети зареждат в активния блок "Nekarvesthaym-1" зона (Neckarwestheim-1) от PWR на реактора през 1986 г. и 1987 г. съответно.

В Германия има ясна тенденция към по-висока изгаряне на ядреното. Това създаде ограничаващ фактор за използването на рециклиран. Касети трябва да се регенерира по-голяма първоначална обогатяване за компенсация 236 U. Това е показано, че когато прогаряне GW 44 х г / т първоначалните касети обогатяване регенерират е 5%. Обогатяването регенерира от 5% се счита за неосъществимо и нерентабилна.

В началото на сътрудничество с (МЗ) Elecrtostal 90-те години "Сименс" предложи алтернативен подход - възстановеният уран не е doobogaschaetsya, но смесен с по-висока за обогатяване на уран (до 20%). В този случай, става възможно да се постигне предварително определена обогатяване на по-ниски концентрации на 236 U.

Изводът от немската енергийна компания в края на първите опити за рециклиране на уран, се казва - за всеки блок е необходимо да се определят техническите и правните пречки и трудности възможно най-скоро да се създаде най-подходящият начин за него възстановят използването на урана.

Докладът предоставя следните данни за резултатите от MSZ на западните договори - направени в 1693 TVS (673 тона уран), както и 126 тона уран под формата на пелети. В последния случай, таблетките бяха доставени на растението "Линген" (Германия), където те се използват в производството на ленти.

По отношение на лечението на собствената си регенерират, България идва с него, както следва. Уран получен в RT-1 в резултат на преработването ВВЕР 440, смесват в разтвор на азотна киселина с уран изолира при преработка изследователски и транспортни реактори. Полученият състав на UNH обогатена с 2,6% се прехвърля в инсталации за производство на касети за РБМК реактори.

Интересно е да се отбележи, че французите започнаха да работят с новородения без да се налага да се увеличи обогатяване, за да компенсира 236 U - в комплекти за регенериране имаше същата средна обогатяване (3.7%), както и в комплекти с прясно уран. Едва след известно време, EdF е в състояние да получат лиценз за увеличаване на обогатяване на ленти, за да се регенерира до 4,1%.

Французите обръщат специално внимание на внимателното изчисляване на обогатяване, които трябва да бъдат сглобени, за да се регенерират, тъй като грешки в своето определение, неизбежно ще доведе до загуби в продължителността на кампанията.

Швейцарската компания "Kernkraftwerk Gosgen" (KKG) е разработила стратегия за рециклиране в топлинна реактори, уран и плутоний. Освен това, KKG се е съгласил да използва швейцарската ядрено гориво от уран новородения чуждестранен произход.

Практически стратегии за изпълнение се различават за всяка станция, в зависимост от желанието на експлоатиращата организация.

На "mühleberg" Козлодуй (Muhleberg) добити да се използва само за продажбата и препродажбата. АЕЦ "Lyaybshtadt" (Leibstadt) премина своя възстановен на друга станция - АЕЦ "изчистване".

Рециклиране новородения проведе в Швейцария в АЕЦ "изчистване" (Beznau) и атомни електроцентрали "gösgen квартал" (Gosgen). Уранът за тези станции doobogaschaetsya български чрез разреждане с чист по-висока за обогатяване на уран. Благодарение на настоящите споразумения за доставка на гориво от новородените, двете станции са покрити нуждите им в горивото, докато през втората половина на следващото десетилетие.

Добре известно е, че Индия използва регенериран в производството на гориво за ядрените реактори тежък PHWR. За произхода на новородения получени чрез преработване PHWR. Гориво от новородения произведени от същите растения, както и че горивото от свеж уран, стриктното разграничение между наблюдава технологични линии, включени в двата процеса.

Горивни клетки от рекултивирани, използвани в PHWR за изглаждане областта на енергетиката. В PHWR дефект е известно - в зоната на събраните единствено на прясно гориво, неприемливо висока енергия, оформен в централната част. Един от начините да се отървем от него - да се добави към първоначалната такса с елементи регенерирани уран.

Известно е също, че индийски ядрени инженери използване на горивни клетки за регенериране за намаляване на необходимото, за да излезете от ISU за деноминация време. Такива елементи са заредени в зоната на равновесие, за да се намали консумацията на природен уран.

Количествени данни за използването на регенериран в публикация Индия МААЕ не.

Текущи пазарни условия регенерират

Въпреки, че запасите на уран, извлечен от отработеното гориво са достатъчно големи, пазарът не е бил създаден, за да си върне от горивото.

• не са установени единни стандарти за уранови регенерирани продукти, включително и изотопен състав и химична форма;
• растителна капацитет участва в производствената верига на рециклиране уран е ограничена;
• Освен това, всички тези вериги не са адаптирани към нуждите на потенциал;
• експлоатиращи организации не разбират напълно това, което искат, и какви промени плановете им могат да пострадат в бъдеще.