164,1K подписчиков
Подписчик задал вопрос о разновидностях топлива для атомных реакторов.
Если про МОКС-топливо более-менее понятно, то вот что такое СНУП-топливо и РЕМИКС-топливо?
Хороший вопрос, давайте разбираться.
МОКС-топливо представляет собой смесь нескольких видов оксидов делящихся материалов, в число которых входят изотопы урана-235 и урана-238 и энергетический плутоний.
Энергетический плутоний состоит из смеси изотопов плутония приблизительно в следующих пропорциях:
· Плутоний-239 - 52%
· Плутоний-240 - 24%
· Плутоний-241 - 15%
· Плутоний-242 - 6%
· Плутоний-238 - 3%
МОКС-топливо создавали для использования в быстрых реакторах, поэтому изначально в его составе содержалось большое количество энергетического плутония (20%), извлекаемого при переработке ОЯТ.
Позже МОКС-топливо приспособили для использования в тепловых реакторах, уменьшив концентрацию энергетического плутония до 4-9%.
Исторически наибольший прогресс в создании МОКС-топлива достигли французские атомщики.
РЕМИКС-топливо — это российский аналог французского МОКС-топлива для тепловых реакторов, представляющий собой смесь оксидов изотопа урана и энергетического плутония (4-7%). Данное топливо разработано для реакторов на тепловых нейтронах и не может быть использовано в быстрых реакторах.
Принципиальное различие одного топлива от другого заключается в том, что при изготовлении МОКС-топлива отдельной сложной операцией на стадии переработки ОЯТ является отделение изотопов урана от изотопов плутония. В случае же с РЕМИКС-топливом их можно не разделять, в топливо идёт смесь этих изотопов. Таким образом, технология изготовления РЕМИКС-топлива принципиально проще, быстрее, дешевле и экономичнее.
С февраля 2020 года в России начали использовать РЕМИКС-топливо в водо-водяных реакторах типа ВВЭР. Полноценное промышленное производство этого вида топлива будет осваиваться ещё около 10 лет.
СНУП-топливо — это специально разработанная исключительно для реакторов на быстрых нейтронах смесь нитридов урана и плутония, являющаяся дальнейшим совершенствованием МОКС-топлива.
В основе СНУП-топлива лежат нитриды урана и плутония, которые плотнее, чем оксиды урана и плутония в МОКС-топливе. То есть у СНУП-топлива выше теплопроводность. Использование нитрида, особенно в усовершенствованных составах, способно существенно продлить топливную кампанию. Кроме того, сегодня только нитридное топливо обладает достаточной плотностью, позволяющей создать реакторы с естественной безопасностью, что, в свою очередь, является неотъемлемой частью реакторов четвёртого поколения, которые только ещё проектируются.
Производство СНУП-топлива более сложное, чем производство МОКС-топлива. При переработке ОЯТ получаются оксиды урана и плутония. Для МОКС-топлива их смешивают и делают топливные таблетки, для СНУП-топлива эти оксиды нужно превратить в нитриды методом карботермического синтеза.
СНУП-топливо будет применяться в строящемся быстром реакторе БРЕСТ-300. На данный момент СНУП-топливо проходит последние испытания в исследовательском реакторе БОР-60 и в промышленном быстром реакторе БН-600.
Итого:
РЕМИКС-топливо может использоваться только в тепловых реакторах.
СНУП-топливо может использоваться только в быстрых реакторах.
МОКС-топливо — и в тех, и в других.
Россия — единственная на сегодня страна в мире, где производят все три вида топлива.