Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

О плутонии-241 и америции в двухкомпонентной системе ядерной энергетики

05.06.2024 2024 - №02 Актуальные проблемы ядерной энергетики

В.М. Троянов А.В. Гулевич О.С. Гурская В.М. Декусар В.А. Елисеев А.Л. Мосеев

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2024.2.01

УДК: 621.039.5

Выполнено сценарное моделирование накопления америция и плутония-241 в модели двухкомпонентной ядерной энергетики России с тепловыми (ВВЭР) и быстрыми (БН) реакторами. При этом процесс переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) моделировался в двух вариантах: как приоритетная переработка ОЯТ реакторов ВВЭР или ОЯТ реакторов БН. Помимо накопления америция в системе без выжигания исследовалось накопление этого актинида с учетом его гомогенного выжигания в МОКС-топливе быстрых реакторов на уровне его равновесного содержания ~ 1%. Показано, что приоритетная переработка ОЯТ ВВЭР позволяет уменьшить накопление америция к концу века на ~8 тонн, при этом эффект достигается тем, что используется свежевыделенный плутоний с малой выдержкой, тем самым в быстром реакторе приоритетно уничтожается источник америция без непосредственного обращения с ним. Гомогенная добавка америция в топливо быстрых реакторов типа БН-1200 на уровне ~ 1% позволяет к 2070 г. остановить накопление америция в двухкомпонентной системе, стабилизировав его на уровне ~ 40 тонн в сценарии с приоритетной переработкой ОЯТ ВВЭР и ~ 50 тонн в сценарии с приоритетной переработкой ОЯТ БН.

Ссылки

  1. Декусар В.М., Зродников А.В., Елисеев В.А., Мосеев А.Л. К вопросу накопления и реакторной утилизации америция в ядерной энергетике. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2019. – No 1. – С. 215 – 223. DOI: https://doi.org/10.55176/2414-1038-2019-1-215-223
  2. Гулевич А.В., Елисеев В.А., Клинов Д.А. и др. Возможность выжигания америция в быстрых реакторах. // Атомная энергия. – 2020. – Т. 128. – Вып. 2. – С. 82 – 87. Электронный ресурс: https://elib. biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t128-2_2020/p82 (дата доступа 15.03.2024).
  3. Camarcat N., Garzenne C., Mer J. et al. Industrial research for transmutation scenarios. // Comptes Rendus Mecanique. – 2011. – V. 339. – Iss. 4. – РР. 209 – 218. DOI: https://doi.org/10.1016/j.crme.2011.01.006
  4. Homogeneous versus Heterogeneous Recycling of Transuranics in Fast Nuclear Reactors. – Nuclear Science, ISBN 978-92-64-99177-4, OECD 2012. NEA No 7077. Р. 52. Электронный ресурс: https://www. oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/2019-12/7077-hvh-recycling-transuranics-fnr.pdf (дата доступа 15.03.2024).
  5. Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation, Status and Assessment Report, OECD-NEA 1999. Электронный ресурс: https://www.oecd-nea.org/trw/docs/neastatus99 (дата доступа 15.03.2024).
  6. Status of Minor Actinide Fuel Development. IAEA Nuclear Energy Series Technical Reports No. NF-T- 4.6. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Vienna, 2010. Электронный ресурс: https://www. iaea.org/publications/8224/status-of-minor-actinide-fuel-development (дата доступа 15.03.2024).
  7. Rabotnov N.S. Transmutation of transuranics: neutronics, actinides balance, safety and fuel provision aspects. Fourth International Information Exchange meeting, Mito 1996. Электронный ресурс: https:// oecd-nea.org/pt/docs/iem/mito96/session-2/RabotnovS2.pdf (дата доступа 15.03.2024).
  8. Калашников А.Г., Мосеев А.Л., Декусар В.М., Коробейников В.В., Мосеев П.А. Развитие программного комплекса CYCLE для системного анализа ядерного топливного цикла. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – No 1. – С. 91 – 99. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2016.1.10
  9. Белая книга ядерной энергетики. Замкнутый ЯТЦ с быстрыми реакторами. /Под общ. ред. Е.О. Адамова. – М.: Изд-во АО «НИКИЭТ», 2020. – 496 с.
  10. Алексеев П.Н., Алексеев С.В., Андрианова Е.А. и др. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле. /Под ред. Н.Н. Пономарева-Степного. – М.: Техносфера, 2016. – 160 с. – Электронный ресурс: https://elib. biblioatom.ru/text/dvuhkomponentnaya-yadernaya-systema_2016 (дата доступа 15.03.2024).
  11. Тузов А.А., Троянов В.М., Гулевич А.В. и др. К вопросу о начальном этапе замыкания ЯТЦ двухкомпонентной ЯЭ России. // Атомная энергия. – 2022. – Т. 133. – Вып. 2. – С. 71 – 76. – Электронный ресурс: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/5219 (дата доступа 14.03.2024).
  12. Тузов А.А., Гулевич А.В., Гурская О.С. и др. Особенности выжигания америция в быстром реакторе типа БН-1200М. // Атомная энергия. – 2023. – Т. 134. – No 5 – 6. – С. 230 – 238. – Электронный ресурс: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/5303 (дата доступа 25.03.2024).
  13. Троянов В.М., Гулевич А.В., Гурская О.С. и др. Системные возможности быстрых натриевых реакторов в двухкомпонентной ядерной энергетике. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2024. – No 1. – С. 5 – 17. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2024.1.01

двухкомпонентная ядерная энергетика моделирование реактор на быстрых нейтронах отработавшее ядерное топливо плутоний америций выжигание

Ссылка для цитирования статьи: Троянов В.М., Гулевич А.В., Гурская О.С., Декусар В.М., Елисеев В.А., Мосеев А.Л. О плутонии-241 и америции в двухкомпонентной системе ядерной энергетики. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2024. – № 2. – С. 8-18. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2024.2.01 .

Открыть PDF файл