Здавалка
Главная | Обратная связь

Для различных типов реакторов?




 


Какие требования предъявляются ктвэлам и тепловыделяющим сборкам?

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


 


                   
 
 
   
   
     
 
 
 
   

•->«Г5

I» Насколько произведенное в России /ядерное топливо соответствует ' международным стандартам качества?
Каким образом происходит переработка и хранение РАО?

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


 


 
 

Что такое «радиоактивные отходы»?

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)?

кой миграционной способностью и обуслав­ливающий поэтому экологические проблемы в контексте захоронения РАО, в ходе такой процедуры при захвате нейтрона превраща­ется в короткоживущий технеций-100, в ходе бета-распада быстро (период полураспада 15,8 с) переходящий в стабильный (и поэто­му безопасный) молибден-100. Сходным об­разом обстоит дело и для других экологиче­ски проблемных долгоживущих техногенных радионуклидов. Однако практическая реализация таких технологий наталкивается на ряд серьезных

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


       
   
 
 

Представляет ли ядерное топливо (свежее, отработанное) опасность с точки зрения террористической угрозы?
Что такое ОЯТ и чем оно отличается от радиоактивных отходов?

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.