Для различных типов реакторов?
Вопрос Этих требований очень много, и они относятся как собственно к ядерному топливу, так и к его конструктивному оформлению. Вот лишь некоторые требования, существенно влияющие на уровень безопасности эксплуатации АЭС: жесткое соответствие твэлов заданным прочностным, весовым и геометрическим характеристикам; герметичность оболочек твэлов, исключающая выход за пределы их внутреннего объема высокорадиоактивных продуктов деления расщепляющегося материала; недопустимость разрушения или растрескивания оболочки вследствие «распухания» (свеллинга) топливных таблеток, происходящего при образовании в топливе инертных газов: гелия - при альфа-распаде обоих изотопов урана и более Нет. Каждый тип реактора рассчитан на работу со «своими» ТВС, отличающимися друг от друга не только общей конструкцией и геометрическими размерами, но и параметрами топлива, температурными и прочностными характеристиками и др. Например, сборки отечественных водо-водяных реакторов под давлением (ВВЭР) имеют шестигранное сече- ние, а большинства иностранных реакторов такого же типа (PWR) - квадратное. Даже в каждый конкретный реактор загружаются ТВС с различной степенью обогащения по урану-235, при этом их расположение в активной зоне при перегрузках топлива изменяется. Это делается для обеспечения оптимального режима эксплуатации реактора.
Сто вопросов и ответов об атомной энергетике If м- ", ,lf
Вопрос Российский производитель ядерного топлива ОАО «ТВЭЛ» в 2004 г. получил сертификат соответствия систем менеджмента качества международным стандартам ISO 9001. Основные производственные предприятия Топливной компании «ТВЭЛ» (Новосибирский завод химконцентратов, Чепецкий механический завод и Машиностроительный завод) в 2003 -2004 гг. также прошли сертификационный аудит и были сертифицированы в соответствии с международным стандартом качества ISO 9001:2000. Эти предприятия стали первыми в российской атомной отрасли, получившими , такие сертификаты. в окружающей среде радиоактивных веществ, образующихся в реакторе АЭС и предотвратить негативное воздействие их ионизирующего и теплового излучения на человека и природу при хранении, переработке и перевозках. По агрегатному состоянию РАО могут быть твердыми, жидкими и газообразны- ми. По удельной активности и уровню тепловыделения их подразделяют на высокоактивные (ВАО), среднеактивные (САО) и низкоактивные (НАО). В зависимости от этого, РАО разных категорий подлежат различным способам обращения и утилизации. Вопрос
Вопрос Радиоактивные отходы (РАО) - это побочные продукты, образующиеся на всех стадиях ядерного топливного цикла и не представляющие ценности для дальнейшего использования, а также все материальные вещества и изделия, загрязненные радионуклидами до уровней, не соответствующих нормам ра- р диационной безопасности (считаются таковыми до их дезактивации). Образование РАО - неотъемлемая особенность ядерных технологий, а обращение с ними - важная часть проблемы безопасности ядерной энергетики. Основная задача здесь состоит в том, чтобы исключить распространение С наибольшим техническими трудностями связана утилизация ВАО, хотя их доля в общем физическом объеме РАО невелика. К высокоактивным РАО относятся продукты химической переработки ОЯТ (в основном _ жидкие РАО) и облученные ТВС в открытом ядерном топливном цикле. Утилизация ВАО включает следующие стадии: - промежуточное хранение - с учетом необходимости теплоотвода, обеспечения химической стойкости емкости хранения и удаления водорода, образующегося при радиолизе технологических растворов (для жидких ВАО), предотвращения возникновения самопроизвольной неконтролируемой цепной реакции деления в невыгоревшем ядерном топливе (облученные ТВС); - выпаривание жидких ВАО - для уменьшения их объема; - отверждение концентрированных ВАО (стеклование, иммобилизация в керамику или искусственные минералоподобные материалы); - промежуточное хранение иммобилизи-рующих матриц с ВАО в стальных контейнерах
00 Сто вопросов и ответов об атомной энергетике Сто вопросов и ответов об атомной энергетике у*" '" , (30-50 лет^-пр^Тсонтроле температурного ре-Л^яЗ«гар4»р1йетичности; """^"^окончательное захоронение (также и облученных ТВС в открытом топливном цикле) в подземных геологических формациях. Для этого в настоящее время рассматриваются соляные пласты, глинистые и скальные породы. Толщина стен и перекрытий обеспечивает механическую прочность и биологическую защиту и исключает возможность попадания в них грунтовых вод и атмосферных осадков. Принципиальным отличием технологий утилизации САО и НАО от методов обращения с ВАО является отсутствие необходимости учета собственного тепловыделения. Поэтому эти технологии, в сравнении с ВАО, существенно проще. Для жидких САО и НАО конечной стадией обращения чаще всего является битуминизация (смешивание сухого остатка упаривания с битумной массой, контейнеризация после затвердевания смеси и последующее захоронение). Используется также цементирование (включение в состав бетона). Утилизация твердых НАО включает: - кондиционирование (технологическое 'меньшение физического объема) - сжигание (объем уменьшается в 10 -100 раз) и/или прессование (до 10 раз); - иммобилизация (обычно - цементирование, реже - битуминизация); - контейнеризация и захоронение на специальных отчужденных площадках (полигоны, могильники), удовлетворяющих ряду обязательных требований (почвенные и геологические свойства, отсутствие водоносных горизонтов, сейсмическая безопасность и др.). На всех производствах, где происходит образование радиоактивных отходов, предусматривается обязательный сбор всех радиоактивных веществ, непрерывный контроль их вида и активности, переработка, изоляция от окружающей среды, хранение в специально оборудованных хранилищах. Ввод в действие атомных станций, а также любых других производств атомной промышленности, без полностью подготовленных систем сбора, переработки и хранения РАО не допускается. Значительное сокращение объема и активности РАО - одно из важнейших требований к ядерным технологиям нового поколения, в том числе - к производству и переработке ядерного топлива.
Существуют ли технологии, позволяющие не просто изолировать РАО от попадания в доступные для человека экосистемы, а физически уничтожать их (или хотя бы наиболее опасные из входящих в состав РАО радионуклиды)?
Да, есть. Они основаны на облучении выделенных фракций этих радионуклидов в интенсивных нейтронных полях. При этом при захвате нейтронов ядра долгоживущих радионуклидов, обуславливающие наибольшие экологические риски, преобразуются в короткоживущие либо стабильные ядра, Для которых такие риски невелики либо вовсе отсутствуют. Например, образующийся в качестве продукта деления урана или плутония долго-живущий (период полураспада 2,1-105 лет) технеций-99, обладающий к тому же высо- Сто вопросов и ответов об атомной энергетике "]Л У О Сто вопросов и ответов об атомной энергетике
трудностей. Главной из них является «высокая цена нейтрона» у современных ядерных реакторов - иначе говоря, и на поддержание цепной реакции ядерного деления, и на одновременную трансмутацию долго-живущих радионуклидов в промышленных масштабах нейтронов попросту не хватит. На тепловых реакторах это делает трансмутацию вообще практически невозможной, на быстрых реакторах с топливом на основе Вопрос ОЯТ - это отработанное (облученное) ядерное топливо. Оно образуется при плановом (обычно от трех до пяти лет) нахождении ядерного топлива в активной зоне реактора. По сравнению со свежим топливом в его составе меньше урана-235 (поскольку он выгорает), зато накапливаются изотопы плутония, другие трансурановые элементы, а также осколки деления - плутония некоторые возможности ее реал и зации существуют, но лишь за счет отвлечения части нейтронов, предназначенных для воспроизводства нового топливного плутония из урана-238. В то же время очевидно, что по совокупности всех обстоятельств - технических, экономических, экологических - реализация таких технологий возможна, но лишь в некоторой перспективе. < ядра средних масс (от галлия до гольмия). Стечением времени, под действием интенсивных радиационных полей, ухудшаются также и механические параметры конструкционных материалов ТВС. В определенный момент, вследствие воздействия перечисленных факторов, ТВС становятся непригодными для нормальной работы реактора и планово удаляются из него, образуя ОЯТ как таковое. При замыкании ядерного топливного цикла (см. вопрос №63) или в сценарии «отложенного решения», который принят в России, ОЯТ становится ценным вторичным энергетическим сырьем - в нем содержится достаточно много «недожженного рана и вновь наработанного плутония. Свежее ядерное топливо не представляет никакой угрозы в любых реалистических сценариях террористической атаки. Это связано стем.чтоего радиационная опасность ничтожна, а химическая токсичность относительно низка. ОЯТ же, как любой высокорадиоактивный материал, при попытке его хищения пред- которые в перспективе можно использовать как топливо для определенного типа реакторов. В открытом ядерном топливном цикле, не предусматривающем радиохимическую переработку ОЯТ, оно с этого момента становится РАО и подлежит соответствующей утилизации (к настоящему времени ни одного пункта «окончательного захоронения» ОЯТ в мире не существует). Г.« 5S Вопрос ставляет потенциальную опасность - причем в первую очередь для злоумышленника. Однако любая попытка такого рода не имеет никаких шансов на успех. Во-первых, все объекты, имеющие отношения к ОЯТ (АЭС, спецэшелоны для транспортировки, хранилища, заводы по переработке) находятся под усиленной
■п-ов и ответов об атомной энергетике Сто вопросов и ответов об атомной энергетике
%, охраной, обладающей особыми полномочиями. Во-вторых, технология обращения с ОЯТ вообще исключает контакт человека с ним. А, в-третьих, габаритные, весовые и физические характеристики отработавших ТВС (это громоздкие конструкции весом несколько сот килограммов, обладающие высоким уровнем радиоактивности) превращает их в очень непривлекательные объекты для попыток хищения - в том числе и с террористическими целями. Вообще же специалисты единодушны в том, что основной «поражающий фактор» радиационного терроризма, если он станет реальностью, - не нанесение значимого вреда жизни и здоровью людей (такое практически исключено), и даже не причинение материального ущерба, а весьма вероятная в этом случае массовая паника - вследствие неадекватного представления многих людей о радиоактивности, биологическом действии излучений, ядерных материалах и технологиях. в обсуждаемом смысле. Следует, однако, отметить, что плутоний, выделенный из ОЯТ при штатной (2-3 года) длительности облучения топлива в энергетическом реакторе, имеет такие особенности изотопного состава, которые делают его практически непригодным для использования в ядерном оружии. Способы предотвращения переключения ядерных технологий хорошо известны. Это - присоединение стран, развивающих ядерную энергетику, к Договору о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) и добросовестное выполнение взятых в со- '<Я|й*Й»у ^»-««» ответствии с этим обязательств, включая сотрудничество с МАГАТЭ в осуществлении системы гарантий по недопущению переключения. Поскольку к ДНЯО присоединилось подавляющее большинство государств мира, нет оснований полагать, что производство ядерного топлива, без которого невозможна ядерная энергетика, способствует распространению ядерного оружия. Существенной дополнительной гарантией в обсуждаемом смысле могло бы стать также создание международных центров по обогащению урана и утилизации ОЯТ.
59 Вопрос ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|