Быстрые реакторы и проблема ядерного нераспространения

29.05.2014 2014 - №01 Актуальные проблемы ядерной энергетики

Е.Н. Аврорин А.Н. Чебесков

https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.04

Рост числа стран, желающих использовать ядерную энергию, и расширение географии размещения АЭС может привести к увеличению риска распространения в связи с тем, что лидеры некоторых стран захотят приобрести или разработать чувствительные ядерные технологии. Определенный риск распространения через технологии и материалы ядерной энергетики нельзя исключить полностью. В ядерном топливном цикле находится огромное количество ядерных материалов, в том числе делящихся – многие сотни и тысячи тонн. Проблема ОЯТ с плутонием в нем, особенно для новичков и стран с небольшой программой ядерной энергетики, также ведет к увеличению риска распространения, включая возрастающий риск возможных акций со стороны субнациональных и террористических организаций из-за распространения ядерных технологий и материалов при их ненадлежащей защите в этих странах.

Для тепловых реакторов обогащение урана является обязательным элементом для производства топлива. При длительном хранении ОЯТ тепловых реакторов в открытом топливном цикле, который реализуется сегодня, возрастает риск распространения из-за ослабления радиационного барьера со временем и возможным несанкционированным изъятием этого топлива государством-пролифератором, и его хищением криминальными и террористическими элементами.

Для быстрых реакторов, запускаемых и работающих на плутониевом топливе, не требуется технологии обогащения урана. В замкнутом топливном цикле не предусматривается длительное хранение ОЯТ. Постепенное замещение тепловых реакторов быстрыми в связи с дефицитом природного урана создает предпосылки для постепенного отказа от обогащения урана. Хотя страны, имеющие небольшую программу развития ядерной энергетики и, следовательно, небольшое количество блоков, будут продолжительное время эксплуатировать тепловые реакторы, для которых необходима технология обогащения урана.

Создание на основе гражданского плутония ядерного оружия с более простой конструкцией «пушечного типа» практически невозможно из-за высокого нейтронного фона такого плутония. Однако это не исключает попыток изготовление примитивного ЯВУ группой террористов.

При запуске быстрых реакторов на урановом топливе с последующим переходом на плутониевое топливо будут использоваться обе чувствительные технологии: обогащение урана и переработка ОЯТ (с выделением плутония). В этом случае плутоний с небольшим содержанием высших изотопов будет образовываться не только в бланкете, но и в активной зоне реактора в значительно больших количествах.

Рассматриваются различные технологические и институциональные подходы к решению проблемы бланкетов быстрых реакторов с точки зрения обеспечения надежного режима ядерного нераспространения.

Ссылки

1. Синев Н.М., Батуров Б.Б. Экономика атомной энергетики. Основы технологии и экономики ядерного топлива. – М.: Атомиздат, 1980.
2. Silvennoinen P., Vira J. Quantifying Relative Proliferation Risk from Nuclear Fuel Cycles. Prog. In Nucl. En. 17(3), p. 231, 1986.
3. Methodology for the Assessment of Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles. Report of Phase 1B (first part) of the International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles (INPRO). IAEA-TECDOC-1434, December 2004, p. 133.
4. Generation-IV International Forum «A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems», GIF-002-00, USDOE, December 2002.
5. Avrorin E.N., Chebeskov A.N. «Fast reactors and nuclear nonproliferation». International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR13), Paris, France, 4-7 March 2013.
6. Интернет-ресурс: http://www.newsru.com, 30 июня 2011 г.
7. Mark J. Carson. Explosive Properties of Reactor-Grade Plutonium. Science and Global Security 4, pp. 111–128, 1993.
8. Смирнов В.С., Уманский А.А. Старт быстрых реакторов на обогащенном уране. // Бюллетень по атомной энергии. – №8, – 2008. – С. 26 – 31.
9. Андреева К.А., Маленкин Д.Н., Малышева И.В. Разработка и выбор моделей для анализа топливного цикла БН при использовании для стартовой загрузки обогащенного урана с последующим переходом в бридерный режим. / XXII Межведомственный семинар «Нейтронно-физические проблемы атомной энергетики – Нейтроника-2011», Россия, Обнинск, 25–28 октября 2011 г.
10. Kessler G. Proliferation-Proof Uranium/Plutonium Fuel Cycles. Safeguards and Non-Proliferation. KIT Scientific Publishing, ISBN 978-3-86644-614-4, p. 372, 2011.
11. Krakowski R.A. Review of Approaches for Quantitative Assessment of the Risks and Resistance to Nuclear Proliferation from the Civilian Nuclear Fuel Cycle. LA-UR-01-0169, January 2001.
12. IAEA Safeguards Glossary. International Nuclear Verification Series No. 3. 2001 Edition.

ядерный топливный цикл нераспространение ядерного оружия делящиеся материалы быстрые реакторы тепловые реакторы плутоний обогащенный уран

Ссылка для цитирования статьи: Аврорин Е.Н., Чебесков А.Н. Быстрые реакторы и проблема ядерного нераспространения. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 1. – С. 64-76. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.04 .