Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Анализ ядерного топливного цикла реактора ВВЭР-1000 на основе ремикс-топлива против несанкционированного распространения делящихся материалов

25.03.2019 2019 - №01 Топливный цикл и радиоактивные отходы

С.В. Соловьев А.И. Дьяченко М.И. Федоров Р.О. Ефремов В.В. Артисюк

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.06

УДК: 621.039.516.4

В настоящее время одной из стратегических целей Госкорпорации «Росатом» является глобальная экспансия технологической платформы ВВЭР, которая направлена на укрепление позиций Российской Федерации на рынке атомных технологий через рост поставок продукции и услуг на всем жизненном цикле АЭС. Госкорпорация «Росатом» помимо реакторных технологий предоставляет услуги, направленные на поставку необлученного ядерного топлива, возврат отработавшего топлива, рециклирование делящихся материалов в форме регенерированных топлив [1, 2].

Отсутствие технологий обогащения и переработки ядерных материалов в странах-новичках приводит к необходимости транспортировки свежего и отработавшего ядерного топлива и обеспечения защитных мер против несанкционированного распространения ядерных делящихся материалов (ЯДМ) [3 – 5].

Проводится оценка защищенности против несанкционированного распространения расщепляющихся материалов ядерного топливного цикла реактора ВВЭР-1000 на основе РЕМИКС-топлива в зависимости от номера последовательного рециклирования такого топлива. Показано, что вовлечение регенерированного урана в форме РЕМИКС-топлива, а следовательно, присутствующего в таком материале изотопа 236U значительным образом повышает долю изотопа 238Pu в изотопном векторе плутония, что снижает привлекательность такого плутония с точки зрения его немирного переключения.

С использованием среды энергетического планирования МАГАТЭ MESSAGE проведены оценки экономии ресурсов урана при вовлечении РЕМИКС-топлива в топливный цикл ВВЭР-1000. Оценки показали, что при совместном вовлечении регенерированного урана и плутония формирование такого топливного цикла позволяет сэкономить до 17% от общего требуемого количества уранового сырья.

Ссылки

  1. Итоги деятельности Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» за 2016 г. Электронный ресурс: http://www.rosatom.ru (дата доступа 01.11.2018).
  2. Росатом займется переработкой регенерированного урана для АЭС Франции. Электронный ресурс: https://www.tenex.ru/media/media/d5200d8045a4b4588873bbcd91e6c9bf (дата доступа 01.11.2018).
  3. International Atomic Energy Agency. Options for Management of Spent Fuel and Radioactive Waste for Countries Developing New Nuclear Power Programmes. – IAEA Nuclear Energy Series No. NW-T-1.24, IAEA. – Vienna, 2013.
  4. Williams A.D., Mohagheghi A.H., Cohn B. et. al. System Theoretic Frameworks for Mitigating Risk Complexity in the Nuclear Fuel Cycle. // United States: Nuclear Power. – 2017. – Web. DOI: 10.21721395642.
  5. Connolly K. J. and Pope R.B. A Historical Review of the Safe Transport of Spent Nuclear Fuel // Oak Ridge National Laboratory, ORNL, SR-2016261, Rev. 1. – 2016.
  6. Долгов А.Б. Перспективные направления развития ядерного топлива для российских и зарубежных АЭС. Электронный ресурс: http://www.atomic-energy.ru/news/2017/05/ 2376040 (дата доступа 01.11.2018).
  7. Fedorov Yu., Kryukov O., Khaperskaya A. Multiple Recycle of Remix Fuel Based on Reprocessed Uranium And Plutonium Mixture in Thermal Reactors. Электронный ресурс: https://www-pub.iaea.org/iaeameetings/cn226p/Session6/ID106Fedorov.pdf (дата доступа 01.11.2018).
  8. Kang J., Von Hippel F. U-232 and the Proliferation-Resistance of U-233. // Spent Fuel Science & Global Security. – 2001. – Vol. 9. – PP. 1-32.
  9. Kryuchkov E.F., Glebov V.B., Kushnarev M.S., Apse V.A., Shmelev А. Denaturing of Highly Enriched Uranium with 232U; Protection Against Uncontrolled Proliferation. // Progress in Nuclear Energy. – 2008. – Vol. 50. – No. 2-6. – PP. 643-646.
  10. Kessler G. Plutonium Denaturing by 238Pu. // Nuc. Sci. and Eng. – 2007. – Vol. 155. – PP. 53-72.
  11. U.S. Department of Energy. Assessment of Disposal Options for DOE-Managed High-Level Radioactive Waste and Spent Nuclear Fuel. – Washington, D.C.: U.S. Department of Energy. – October 2014.
  12. Разработка методологии оценки перспективных топливных циклов ядерной энергетики с точки зрения защиты против несанкционированного распространения ядерных материалов. –Государственный контракт № Н.4б.45.90.10.1098. – 2010.
  13. Alekseev P., Bobrov E., Chibinyaev A., Teplov P., and Dudnikov A.,Multiple Recycle of REMIX Fuel at VVER-1000 Operation in Closed Fuel Cycle. // Physics of Atomic Nuclei. – 2015. – Vol.78. – No. 11. – PP. 1264-1273.
  14. Teplov P.S., Alekseev P.N., Bobrov E.A. and Chibinyaev A.V. Physical and economical aspects of Pu multiple recycling on the basis of REMIX reprocessing technology in thermal reactors. // EPJ Nuclear Sci. Technol. – 2016. – Vol. 41. – No. 2.
  15. SCALE: A Comprehensive Modeling and Simulation Suite for Nuclear Safety Analysis and Design. ORNL/TM-200539, Version 6.1. – Oak Ridge National Laboratory. Radiation Safety Information Computational Center at Oak Ridge National Laboratory as CCC-785. – 2011.
  16. Devolpi A. Proliferation, Plutonium and Policy. – New York: Pergamon Press, 1979.
  17. International Atomic Energy Agency. Physical Protection of Nuclear Material and Nuclear Facilities (Implementation of INFCIRC/225/Revision 5). – IAEA Nuclear Security Series No. 27-G, IAEA. – Vienna, 2018.
  18. Lyman E., Kuperman A. A reevaluation of physical protection standards for irradiated heu fuel. Proc. of the International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors. – Bariloche, Argentina, November 3-8, 2002. – PP. 2-10.
  19. International Atomic Energy Agency. Modelling Nuclear Energy Systems with MESSAGE: A User’s Guide. – IAEA Nuclear Energy Series No. NG-T-5.2, IAEA. –Vienna, 2016.
  20. International Atomic Energy Agency. Experience in Modelling Nuclear Energy Systems with MESSAGE: Country Case Studies. – IAEA-TECDOC-1837, IAEA. – Vienna, 2018.

регенерированный уран РЕМИКС-топливо выгорание экономия ресурсов отработавшее ядерное топливо ВВЭР-1000 несанкционированное распространение