Многокритериальные подходы к экономической оптимизации каскадных схем обогащения регенерированного урана

19.11.2020 2020 - №04 Экономика ядерной энергетики

Е.В. Родионова В.А. Невиница А.Ю. Смирнов

https://doi.org/10.26583/npe.2020.4.11

Рассмотрена возможность использования многократного использования регенерированного урана. Показано, что проблема очистки регенерированного урана от изотопа 232U может быть решена при использовании двойных каскадных схем. Поскольку примерно одинаковые размножающие свойства топлива легководного реактора типа ВВЭР-1200 могут быть получены при очень большом сочетании пар обогащений первого и второго каскадов, основная проблема заключается в выборе оптимальных параметров каскадной схемы (величин обогащений первого и второго каскадов). Рассматривается задача выбора оптимальных параметров обогатительного каскада на примере изготовления комплекта ТВС для перегрузки одного реактора типа ВВЭР-1200. Дообогащение регенерата проводится с применением модифицированного двойного каскада. Использован многокритериальный алгоритм выбора набора параметров каскада, который обеспечивает минимизацию расхода природного урана, работы разделения и минимальное количество высокообогащенной по изотопу 235U фракции, направляемой в отход вместе с выделенным из регенерированного урана изотопом 232U. Показано, что масса высокообогащенной фракции, загрязненной изотопом 232U (т.е. фракции, содержащей отходы очистки от изотопа 232U), снижается, так же как и потери изотопа 235U при увеличении обогащения второго каскада с 20-ти до 90%.

Ссылки

1. Виллани С. Обогащение урана. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
2. Uranium 2007: Resources, Production and Demand. – OECD Nuclear Energy Agency and the International Atomic Energy Agency, OECD 2008. NEA, issue 6345.
3. Соловьева А.П., Ульянин Ю.А., Харитонов В.В., Юршина Д.Ю. О ценности ОЯТ как сырья для топлива реакторов на тепловых нейтронах. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 2. – С. 140-152
4. Dudnikov A.A., Nevinitsa V.A., Chibinyaev A.V., Proselkov V.N., Smirnov A.Yu., Sulaberidze G.A. Complex Approach to Study Physical Features of Uranium Multiple Recycling in Light Water Reactors. IAEA-CN-178/12-02. / Proc. of the Int. Conf. on Management of Spent Fuel from Nuclear Power Reactors, Vienna, Austria, 2010. – IAEA, Vienna, Austria (on CD-ROM).
5. Smirnov A.Yu., Sulaberidze G.A., Dudnikov A.A., Nevinitsa V.A., Proselkov V.N., Chibinyaev A.V., Alekseev P.N. Evolution of isotopic composition of reprocessed uranium during the multiple recycling in light water reactors with natural uranium feed. // Physics of Atomic Nuclei. – 2012. – Vol. 75. – Iss. 13. – PP. 1616-1625.
6. Кислов А.И., Титов А.А., Дмитриев А.М., Синцов А.Е., Романов А.В. Радиационные аспекты использования регенерированного урана на ОАО «МСЗ» при производстве ядерного топлива. // Ядерная и радиационная безопасность, специальный выпуск. –
7. – С.52-59.
8. Орлов А.А., Кравченко А.В., Титов Е.С., Лебедев А.Я. Обзор перспективных методов рециркуляции урана в ядерно-топливном цикле. // Известия вузов. Физика. – 2015. – Т. 58. – Вып. 2/2. – С. 35-40.
9. Прусаков В.Н., Сазыкин А.А., Соснин Л.Ю. и др. Коррекция изотопного состава регенерированного урана по 232U центробежным методом с введением газа-носителя. // Атомная энергия. – 2008, – Т. 105. – Вып. 3. – С. 150-156.
10. Палкин В.А. Очистка регенерированного урана в каскадах с обогащением 235U до 5%. // Атомная энергия. – 2013. – Т. 115. – Вып. 1. – С. 28-33.
11. Палкин В.А., Маслюков Е.В. Очистка регенерированного урана в дополнительном отборе R-каскада и его обогащение в ординарном каскаде. // Теор. основы хим. технологии. – 2016. – Т. 50. – Вып. 5. – С. 711-717.
12. Смирнов А.Ю., Сулаберидзе Г.А. Обогащение регенерированного урана с одновременным разбавлением 232–236U природным сырьем и отвальным ураном. // Атомная энергия. – 2014. – Т. 117. – № 1. – С. 36-42.
13. Смирнов А.Ю., Невиница В.А., Фомиченко П.А., Гусев В.Е., Сулаберидзе Г.А. Обогащение регенерированного урана в двойном каскаде газовых центрифуг с его полным возвратом в воспроизводство топлива. // Вестник НИЯУ МИФИ. – 2018. – Т. 7. – № 6. – С. 449-457.
14. Rodionova E.V., Nevinitsa V.A., Smirnov A.Yu. Fuel cycle of Light Water Reactor with Full Consumption of Recycled Uranium. // KERNTECHNIK. – 2020. – Vol. 85. – Iss. 4. – PP. 314-320.
15. Волков Ю.Н., Гусев В.Е., Смирнов А.Ю., Сулаберидзе Г.А., Бландинский В.Ю., Невиница В.А, Фомиченко П.А. Защищеность эспортных поставок топлива легководных реакторов из регенерированного урана с точки зрения гарантий МАГАТЭ. // Атомная энергия. – 2020. – Т. 128. – № 6. – С. 337-343.

двойной каскад работа разделения оптимизация экономика натуральные показатели регенерированный уран замкнутый топливный цикл природный уран

Ссылка для цитирования статьи: Родионова Е.В., Невиница В.А., Смирнов А.Ю. Многокритериальные подходы к экономической оптимизации каскадных схем обогащения регенерированного урана. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 4. – С. 117-129. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.4.11 .