Артем Наймушин, начальник исследовательского ядерного реактора ТПУ, рассказал о судьбе отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и переработке ядерных отходов.
В процессе работы реактора уран-235 и плутоний-239 делятся, выделяя энергию. Со временем в топливных элементах накапливаются продукты деления (стронций, цезий, криптон и др.) и трансурановые элементы (нептуний, америций, кюрий). Эти вещества мешают работе реактора, так как поглощают нейтроны, и топливо становится более хрупким. Когда эффективность падает (обычно после использования 50–60% урана-235), топливо выгружают из реактора.
Что считается отходами в ядерной энергетике?
- ОЯТ (отработавшее ядерное топливо) — не смотря на то, что его называют «отработанным», оно является потенциальным сырьем, содержащим пригодные для повторного использования уран и плутоний.
- РАО (радиоактивные отходы) — все, что стало радиоактивным при работе с топливом: фильтры, одежда персонала, смолы, строительные материалы, части оборудования.
- Продукты деления — выделенные при переработке ОЯТ компоненты, которые требуют особого обращения из-за длительного периода полураспада.
Как перерабатывают отработавшее топливо?
Существует два основных подхода к обращению с отработавшим ядерным топливом:
- Открытый топливный цикл (разовое использование) — топливо охлаждают несколько лет в специальных бассейнах, помещают в контейнеры и отправляют на долговременное хранение в подземные хранилища (шахты, соляные купола, базальтовые пласты).
- Замкнутый топливный цикл (переработка)— ОЯТ химически перерабатывают, выделяя оставшийся уран и плутоний для повторного использования (например, для производства МОКС-топлива). Продукты деления концентрируют, превращают в стекло иликерамику, а затем отправляют на хранение.
Почему важна переработка?
«Переработка ОЯТ и развитие технологий замкнутого топливного цикла крайне важны для нашей страны, так как это позволит не только существенно сократить объем отходов, подлежащих захоронению, и тем самым снизить нагрузку на экологию, но и позволит повторно использовать уран и плутоний, что повышает топливную независимость и снижает суммарную стоимость ядерного топлива», — объясняет начальник исследовательского ядерного реактора ТПУ Артем Наймушин.
В России активно развиваются технологии замкнутого топливного цикла, например реактор БРЕСТ-ОД-300 в Томской области, который способен эффективно использовать облученное топливо.