Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

О ценности ОЯТ как сырья для топлива реакторов на тепловых нейтронах

24.06.2019 2019 - №02 Топливный цикл и радиоактивные отходы

А.П. Соловьева Ю.А. Ульянин В.В. Харитонов Д.Ю. Юршина

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.2.12

УДК: 621.039, 553.495 (063, 470)

Представлена аналитическая модель для определения энергетической и экономической ценности ОЯТ как сырья для топлива реакторов на тепловых нейтронах и выявления того периода времени, когда появится энергетическая потребность в массовом производстве топлива из ОЯТ. Приведены возможные сценарии использования топливного ресурса из ОЯТ для компенсации прогнозируемого дефицита природного урана, возникающего вследствие исчерпания месторождений с наименьшей себестоимостью добычи и ограниченностью ресурсов по себестоимости до 260 $/кгU (при имеющихся прогнозах извлекаемых ресурсов). С энергетической (ресурсной) точки зрения нет необходимости в масштабной переработке ОЯТ с целью производства топлива для реакторов на тепловых нейтронах практически до 2040 г. Необходимость переработки ОЯТ в ближайшие десятилетия определяется не ресурсными соображениями, а необходимостью сокращения количества высокорадиоактивных отходов, избавления от накопления плутония, разработки промышленных технологий обращения с ОЯТ для будущего безопасного и экономически приемлемого замкнутого ядерного топливного цикла с реакторами-бридерами, повышения конкурентоспособности топливных компаний на глобальном рынке за счет комплексного предложения услуг ЯТЦ.

Приведены расчеты топливной составляющей стоимости электроэнергии АЭС с РЕМИКС-топливом. Рассмотрена разновидность РЕМИКС-топлива, получаемого путем добавления некоторого количества урана с высоким обогащением (до 20%) в неразделенную смесь урана и плутония из переработанного и очищенного от продуктов деления ОЯТ с концентрацией делящихся нуклидов 1 – 2 %. Обогащение добавки (топливной подпитки) слабо влияет на цену РЕМИКС-топлива, поскольку с ростом обогащения добавки растет ее цена, но снижается массовая доля, необходимая для получения заданного обогащения топлива тепловых реакторов.

Введено понятие ценности ОЯТ для производства РЕМИКС-топлива и приведена методика ее расчета путем сравнения с традиционным урановым топливом. Чем больше разница между ценностью ОЯТ и себестоимостью переработки ОЯТ и обращения с РАО, тем выше рентабельность производства РЕМИКС-топлива.

Ссылки

  1. Адамов Е.О., Ганев И.Х. Экологически безупречная ядерная энергетика. – М.: НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля, 2007. – 145 с.
  2. Девос Людовик. Устойчивые решения AREVA в области конечной стадии топливного цикла для стабильного и эффективного развития ядерной отрасли. 3 июня 2015, Атомэкспо-2015. – 14 с. Электронный ресурс: http://2019.atomexpo.ru/2015/mediafiles/u/files/materials/6/Devos.pdf (дата доступа 10.10.2018).
  3. Бобров Е.А. Исследование характеристик замыкания топливного цикла реакторов ВВЭР на основе РЕМИКС-технологии. / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М.: НИЦ «Курчатовский институт», 2016. – 129 с.
  4. Федоров Ю.С., Бибичев Б.А., Зильберман Б.Я., Кудрявцев Е.Г. Использование регенерированного урана и плутония в тепловых реакторах // Атомная энергия. – 2005. – Т. 99. – Вып. 2. – С. 136-141.
  5. Декусар В.М., Каграманян В.С., Калашников А.Г., Капранова Э.Н., Коробицын В.Е., Пу0 заков А.Ю. Анализ характеристик ремикс-топлива при многократном рецикле в реакторах ВВЭР. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2013. – № 4. – С. 109-117.
  6. Enhancing Benefits of Nuclear Energy Technology Innovation through Cooperation among Countries: Final Report of the INPRO Collaborative Project SYNERGIES. IAEA Nuclear Energy Series, No. NF-T-4.9. – IAEA, Vienna, 2018. – 360 p.
  7. Харитонов В.В. Динамика развития ядерной энергетики. Экономико-аналитические модели. – М.: НИЯУ МИФИ, 2014. – 328 с.
  8. Живов В.Л., Бойцов А.В., Шумилин М.В. Уран: геология, добыча, экономика. – М.: РИС «ВИМС», 2012. – 304 с.
  9. Uranium 2018: Resources, Production and Demand. OECD 2018, NEA No. 7413. – Nuclear Energy Agency, Organisation for Economic Co-Operation and Development, 2018. – 462 p.
  10. World Distribution of Uranium Deposits (UDEPO) 2016 Edition. IAEA-TECDOC-1843. – IAEA. Vienna, 2018. – 262 р.
  11. Ульянин Ю.А., Харитонов В.В., Юршина Д.Ю. Перспективы ядерной энергетики в условиях исчерпания традиционных энергетических ресурсов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 4. – С. 5-16.
  12. World Nuclear Association. Information Library. Электронный ресурс: http:// www.world-nuclear.org/information-library.aspx/ (дата доступа 10.10.2018).
  13. The Nuclear Fuel Report. Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2017-2035. – World Nuclear Association, 2017. – 185 р.
  14. Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period up to 2050. Reference Data Series No. 1, 2017 Edition. – IAEA, Vienna, 2017. – 156 p.
  15. Горохов А.К., Драгунов Ю.Г., Лунин Г.Л. и др. Обоснование нейтронно-физической и радиационной частей проектов ВВЭР. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 496 с.
  16. Янберг Клаус, Хиппель Фрэнк фон. «Сухое» промежуточное контейнерное хранение ОЯТ как альтернатива его переработке. Электронный ресурс: http://www.proatom.ru/modules.php?name= News&file=article&sid=7476 (дата доступа 10.10.2018).
  17. Use of Reprocessed Uranium: Challenges and Options. IAEA Nuclear Energy Series No. NF-T-4.4. – IAEA, Vienna, 2009. – 79 р.
  18. Клинов Д.А., Гулевич А.В., Баканов М.В., Троянов В.М. Двухкомпонентная ядерная энергетика с замкнутым топливным циклом и роль реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. МНТК-2018. 23 мая 2018 г.– М.: ВНИИАЭС, 2018. – 21 c.
  19. Экономика ядерного топливного цикла. / Пер. с англ. – М.: Информ-Атом, 1999. – 164 с.
  20. Васильченко И.Н., Куракин К.Ю., Кушманов С.А., Джаландинов А.Д., Чернышев В.Н., Калиниченко П.Ф. Анализ возможности обращения со свежим ремикс-топливом на действующих АЭС с ВВЭР-1000. Электронный ресурс: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/publication/go-2013/documents/55.pdf/ (дата доступа 10.10.2018).
  21. Масленников И.А., Федоров Ю.С., Шадрин А.Ю., Зильберман Б.Я., Бабаин В.А., Бибичев Б.А. Переработка облученного топлива: новые требования и инновационные подходы. НПО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина», 26 апреля 2012. Электронный ресурс: http://www.atomic-energy.ru/articles/2012/04/26/33029/ (дата доступа 10.10.2018).

облученное ядерное топливо (ОЯТ) переработка ОЯТ РЕМИКС-топливо ценность ОЯТ тепловые реакторы быстрые реакторы сценарии развития ядерной энергетики ресурсы природного урана