Россия и другие ядерные державы стремятся полностью замкнуть ядерный цикл и снизить количество радиоактивных отходов. Для этого необходимо увеличивать вместимость и улучшать технологии конструкций для доставки, хранения и переработки отработавшего топлива. Одним из направлений модернизации стал новый ТУК-137Т.Р, который недавно презентовал «Росатом». Зачем половине мира нужно ОЯТ, где оно хранится и перерабатывается и что представляет из себя ТУК-137Т.Р, расскажем прямо сейчас.
Зачем выдерживать и хранить ОЯТ
На АЭС ядерное топливо поступает в виде тепловыделяющих сборок (ТВС), которые состоят из герметичных стержней — тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), наполненных таблетками гексафторида урана — тем самым «свежим» (ещё не побывавшим в реакторе) ядерным топливом.
Постепенно из находящихся в активной зоне реакторов ТВЭЛов за счёт накопления продуктов деления выгорает уран. Когда выгорание достигает технологического предела и топливо более неспособно поддерживать цепную реакцию, его считают отработавшим или облучённым ядерным топливом (ОЯТ). ОЯТы извлекают с трубками ТВЭЛ или целыми ТВС.
ОЯТ — это смесь веществ, которые ещё способны принести пользу и тех, которые остаётся только утилизировать из-за большой радиации. Одним из «полезных» продуктов деления являются радионуклиды (например, радиоактивные изотопы урана и плутония), которые можно применять в промышленности и медицине. Тепловыделяющие конструкции также накапливают значительное количество невыгоревшего урана. При его правильной переработке полученное из урановой руды и отработавшее в реакторе топливо можно снова использовать на АЭС.
Ядерные процедуры
Стоит сказать, что «свежее» топливо, которое ещё не было в реакторе, излучает гораздо меньше радиации, чем ОЯТ. Советский и российский физик-теоретик, вице-президент АН СССР и РАН, бывший президент Российского научного центра «Курчатовский институт» Евгений Павлович Велихов вспоминал:
«Для «свежего» ядерного топлива характерна очень малая радиоактивность. Настолько слабая, что при изготовлении блочков из литого естественного урана нет необходимости использовать противорадиационную защиту персонала. У нас в Курчатовском институте экскурсантам, которые посещают первый в Европе и Азии экспериментальный реактор Ф-1 (кстати, успешно работающий с 1946 года), даже дают подержать один из таких блочков в руках, не опасаясь какого-либо облучения. Правда, предупреждают: «Осторожно!». Но за этим предупреждением вместо ожидаемого почти каждым гостем слова «радиация!» следует «не уроните!».
А вот ОЯТ считается одним из самых радиационно опасных объектов ядерного топливного цикла. Соответственно, возрастает необходимость правильного хранения ОЯТ.
Первый способ — «мокрое» хранение. Отработанные стержни выделяют тепло, а при контакте с воздухом могут нагреться до нескольких сотен градусов. По окончании топливной кампании конструкции должны поступить на выдержку в так называемое «мокрое» хранилище, которое представляет из себя бассейн с водой. Вода позволяет снизить градус нагрева и защитить работников станции от сильной радиации. Длительность хранения зависит от реактора.
Второй способ — сухое хранение. Этот вид подразумевает, что ОЯТ определённое время находилось на «мокром» хранении. В большом зале хранения размещаются бетонные модули, а в них — герметичные пеналы с ОЯТ, заполненные азотно-гелиевой смесью. Охлаждает сборки наружный воздух, который естественным образом движется по воздуховодам. Этот вид хранения считается самым экономичным и практичным, а также длится меньше «мокрого». Стоит отметить, что патент на этот способ принадлежит группе российских учёных.
Если вы интересуетесь отечественными разработками в области IT, обратите внимание на новую социальную сеть SFERA. Приложение доступно для скачивания.
Надёжный перевозчик — ГК «Росатом»
Для того чтобы обеспечить персоналу защиту от радиации, а ОЯТам — надёжное хранение в процессе транспортировки, используются специальные транспортно-упаковочные комплекты (ТУК). Испытания самого надёжного ТУКа недавно закончил «Росатом».
В конце июля в Курчатове прошли приемочные испытания ТУК-137Т.Р. Он предназначен для хранения и перевозки новых реакторов ВВЭР-1200, а в перспективе и ВВЭР-ТОИ. Заказчиком выступило АО «ЛЦ ЯТЦ», которое имеет обширный опыт в перевозке ОЯТов. Разработали упаковочный комплект по технологиям РФЯЦ-ВНИИЭФ, который занимается производством ядерных боеприпасов.
Изделие сохранило габариты предыдущей советской разработки (ТК-13), но вмещает целых 18 топливных сборок. Контейнер является унифицированным решением для всех новых проектов АЭС с реакторами ВВЭР.
На сегодняшний день ТУК подготавливается к финальным испытаниям на российских АЭС и предприятиях ядерного топливного цикла и после этого появится в серийном производстве.
Немногие страны придерживаются мнения, что ОЯТ можно и нужно использовать повторно. Однако Россия и несколько ядерных держав всё же развивают технологии переработки отработавшего топлива и желают полностью замкнуть топливный цикл. К слову, в некоторых из таких стран «Росатом» продолжает строить АЭС, а значит, им тоже пригодится ТУК-137Т.Р.
📌Дзен продолжает пессимизировать наши публикации. Поэтому просто поставьте лайк и подпишитесь. Спасибо!
Автор:
Мария Самойлик
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA