Ядерные топливные циклы

В настоящее время атомная энергетика занимает прочные позиции на мировом рынке как надежный, экономически привлекательный и экологически нейтральный источник выработки электроэнергии — в конце 2009 г. в мире функционировало 439 энергетических ядерных блоков общей мощностью 370 ГВт, вырабатывавших 14% от общего объёма электричества. Все способы производства топлива для ядерных реакторов, подготовки его к использованию и утилизации отработанного топлива вместе взятые составляют ядерный топливный цикл, ЯТЦ, который предполагает, что отработанное ядерной топливо, ОЯТ, повторно используется в реакторе в составе свежего горючего. ЯТЦ — путь, по которому топливо попадает в ядерный реактор и покидает его.

Ядерная энергетика в зависимости от базового делящегося нуклида (или нуклидов), использует разные топливные циклы. Различают уранплутониевый, торий-урановый и торий-уран-плутониевый циклы (U-Pu, Th-U, Th-U-Pu). В настоящее время наибольшее распространение получил урановый цикл, который точнее было бы назвать уран-плутонийнептуниевым ЯТЦ, поскольку именно эти элементы нарабатываются в реакторах на урановом топливе. ЯТЦ подразделяется на два вида: открытый,.

нацеленный на захоронение отработанного топлива и радиоактивных отходов, и закрытый, предусматривающий достаточно полную переработку отработанного топлива и других отходов предприятий ядерной индустрии с целью выделения ценных элементов.

Рис. 1. Уран-плутониевый топливный цикл (замкнутый ЯТЦ).

В данной главе расрены особенности конкретных типов ЯТЦ энергетической направленности с точки зрения их технологической, экономической и экологической целесообразности, а также с учётом актуальной блемы нераспространения ядерного оружия.