2001, Выпуск 2

Авторы

Хорасанов Г.Л.¹, Иванов А.П.¹, Блохин А.И.¹, Прусаков В.Н.², Чельцов А.Н.², Соснин Л.Ю.²

Организация

¹ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского, Обнинск, Россия
²РНЦ «Курчатовский институт» – Институт молекулярной физики, Москва, Россия

Аннотация

В настоящее время при проектировании быстрых реакторов (БР) следующего поколения рекомендуется закладывать в них такие решения, которые снижают затраты на удаление радиоактивных отходов (РАО) после снятия БР с эксплуатации. Стоимость захоронения РАО в виде отработавших теплоносителя и конструкционных материалов составляет $20/кг. При этом для БР типа БН–600 затраты на захоронение натриевого теплоносителя (800 т) и материалов корпуса (3800 т) обойдутся в $90 млн. Если же рассматривать БР той же мощности со свинцовым теплоносителем, то, учитывая, что свинцовый теплоноситель в 11,7 раз тяжелее натриевого, затраты на его захоронение потребуют $200 млн. Проведенные оценки указывают на невозможность освобождения свинцового теплоносителя от радиационного контроля (РК) после 30–ти лет его эксплуатации в БР. Это связано с наработкой в свинце долгоживущих радиоизотопов висмута, Bi-207, Bi-208, Bi–210m, и альфа-активного изотопа полония, Po-210. Po-210 и долгоживущие радиоизотопы висмута можно почти полностью исключить из свинцового теплоносителя, если последний обогатить изотопом свинца, Pb-206. В нейтронном спектре БР основными реакциями, ответственными за трансмутацию, являются (n,γ), (n,2n) и (n,3n). В Pb-206 реакции (n,γ) приводят к образованию стабильных изотопов, Pb-207 и Pb-208. Реакции (n,2n) и (n,3n) образуют другой стабильный изотоп свинца, Pb-204, и радиоизотоп свинца, Pb-205, который является бета–излучателем с энергией частиц менее 5 кэВ и поэтому освобождается от РК. В РНЦ «КИ» на лабораторном каскаде центрифуг при использовании тетраметилсвинца Pb(CH₃)₄ в качестве рабочего вещества были получены граммовые количества изотопа свинца ²⁰⁶Pb высокого обогащения. В сообщении дана оценка стоимости извлечения данного изотопа на каскаде центрифуг и возможности получения свинца-206 с обогащением до 95% в больших количествах, используя мощности крупных производителей.

Ключевые слова
БР, РАО, свинцовый теплогоситель, Pb-204, долгоживущие радиоизотопы, Bi–207, Bi–208, Bi–210m, альфа–активный изотоп полония, Po–210

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.526

Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерные константы, 2001, вып. 2