Альтернативы водным методам нет

Ю.С.Федоров, д.х.н., директор отделения, «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина»

мнение по  поводу  статьи «Газофторидная технология в топливном цикле ядерной энергетики»

Разработчики газофторидной технологии продемонстрировали принципиальную возможность ее использования для переработки ОЯТ. Ранее уже возникала необходимость выбора той или иной технологии для этой цели, причем газофторидная технология дважды проигрывала водно-экстракционной. Первый раз – при развитии технологии получения плутония оружейного качества. Второй – в ходе разработки технологии переработки ОЯТ АЭС.


Имеется несколько технологий, которые конкурировали на стадии выбора: осадительная, экстракционная, газофторидная, сорбционная и некоторые другие. Во всем мире проводились работы по этим направлениям, и везде приоритет был отдан экстракции. В России (СССР) сначала была принята осадительная технология, но затем с учетом преимуществ по минимизации отходов перешли на экстракционную.

Следует отметить, что этот переход не был связан с проблемами финансирования. Выбор был сделан еще в бытность СССР, когда средств на исследования в области ядерной энергетики не жалели. В 1977 году был запущен в эксплуатацию завод РТ-1, и он работает уже 30 лет, что является мировым рекордом. Во Франции в 70-е годы существовала установка АТИЛА, аналог советского «Фрегата». Просуществовала она недолго; вскоре работы  были свернуты и не проводятся до сих пор. В настоящее время во Франции эксплуатируются заводы 2-го поколения с экстракционной технологией UP-2 и UP-3; параллельно ведутся исследования по созданию завода 3-го поколения.

По экстракционной технологии построен и только недавно запущен в эксплуатацию завод в Рокашо (Япония); ведутся разработки по водно-экстракционной технологии UREX в США.

Как и у каждой технологии, у газофторидной технологии есть свои достоинства и недостатки. Существенным минусом здесь являются потери во фторидных шлаках (огарках) урана и особенно плутония (не менее 1%). (Для вводно-экстракционной технологии, при которой топливо полностью растворяется, а затем уран и плутоний извлекаются в полном объеме, данная цифра в сотни (!) раз меньше). В соответствии с простыми расчетами за время эксплуатации крупного коммерческого завода неучтенные потери Pu составят несколько тонн. Это создает проблемы с точки зрения нераспространения. Хранение радиоактивных шлаков в контейнерах после выделения урана и плутония без надежной иммобилизации (например, остекловывания) в настоящее время неприемлемо. Небольшие их  количества допускается хранить в специально подготовленных местах, однако для крупномасштабного завода контролирующие органы не дадут соответствующего разрешения. Эти вопросы для газофторидной технологии не решены. Есть проблемы с коррозионной устойчивостью оборудования в процессе работы с фтором при высокой температуре. ТЭИ по сопоставлению различных технологий переработки ОЯТ, на которые ссылаются авторы, не выявили существенного преимущества какой-либо из них. Разница в несколько процентов не является убедительной.

Водно-экстракционная переработка ОЯТ имеет длительную историю, богатый опыт эксплуатации и сложившуюся инфраструктуру, на создание затрачены огромные средства. Дальнейшее развитие технологии переработки ОЯТ направлено на совершенствование существующей технологии и устранение имеющихся недостатков. В качестве примера можно привести Францию. За последние годы сбросы радиоактивных элементов уменьшились в тысячи раз при одновременном увеличении объемов переработки; объемы твердых РАО, направляемых на хранение и захоронение, снижены почти в 10 раз. Так что есть к чему стремиться.

Таким образом, следует признать, что для переработки ОЯТ тепловых реакторов альтернативы водным методам в настоящее время нет. Однако не так все мрачно. Практически все страны, которые собираются развивать атомную энергетику, видят перспективы в развитии энергетики на быстрых нейтронах. По сравнению с отработавшим топливом реакторов на тепловых нейтронах ОЯТ реакторов на быстрых нейтронах (РБН) имеет более высокое выгорание и более сложный состав, и его необходимо перерабатывать при минимальной выдержке с целью возврата делящихся изотопов в топливный цикл. При этом не требуется высокой очистки выделяемых продуктов. Здесь газофторидная технология может реализовать свои потенциальные достоинства. Кроме того, для замыкания топливного цикла РБН нужно создавать новую инфраструктуру, то есть все технологии оказываются в равных условиях. Цель обозначена, старт уже  дан…

назад

Материалы из архива

12.2009 Энергетика на быстрых реакторах: от замысла через опыт к новому старту

В.В.Орлов, д.ф-м.н., профессор, НИКИЭТI. Военная предыстория, роль теорииЯдерная энергия, в миллионы раз превосходящая химическую по калорийности и ресурсам топлива, с начала 20 века будила воображение ученых и фантастов (Содди, Уэллс, Вернадский). Но Резерфорд и др. физики сомневались в ее практическом значении: ускоренные заряженные частицы теряют энергию в кулоновских столкновениях, так что выход ядерных реакций мал и выделенная энергия много меньше затраченной.

5.2008 Истина и Мюнхгаузен

Сергей Лесков, газета «Известия»: - Барон Мюнхгаузен, чего не ведал Распе, носил фигу в кармане и служил карикатурой на "совок". ". Все у него было обманом, и девиз "Истина во лжи" казался противоядием. Невинные басни про вишневое дерево на голове оленя, про подъем на Луну по стеблю турецкого боба ничуть не более полны авантюризма и оторваны от реальной жизни, чем официальные прожекты "догнать и перегнать Америку" и построить к определенной дате коммунизм…

4.2007 Ключевые слова очередного форума ТЭК – «сырьевой голод»

Наш собственный корреспондентВчера в Санкт-Петербурге открылся VII международный энергетический  форум «Топливно-энергетический комплекс России». Представителей атомной отрасли в Горном институте, где традиционно проходит форум, насчитывалось единицы, среди выступающих на пленарном заседании  их и вовсе не было. На пресс-конференции корреспондент журнала «Атомная стратегия»  спросил, намерен ли в ближайшем будущем Газпром использовать ядерные технологии для разведки полезных ископаемых.