JLXHIW
Авторы
Хомяков А.Ю.
Организация
Акционерное общество «ТВЭЛ», Москва, Россия
Хомяков А.Ю. – главный специалист. Контакты: 115409, Москва, Каширское ш., д. 49. Тел.: (910) 545-42-19; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Выполнены расчетные исследования нуклидной кинетики уран-плутониевого топлива быстрого натриевого реактора большой мощности 1200 МВт с использование комплекса SCALE-6.2.4 с целью оценки возможности и эффективности выжигания минорных актинидов (МА). Особое внимание уделено различным критериям оценки эффективности трансмутации МА. Показано, что эффективность утилизации МА существенно зависит от критерия и времени выдержки и теоретически может составить от 10 до 100 раз по критериям тепловыделения и потенциальной биологической опасности, в то время как активность РАО может определяться осколками деления и изотопом 14C и слабо зависит от обращения с МА. Эффективность по относительному изменению массы может завышать реальную радиологическую эффективность трансмутации при учете невыгоревшего остатка из-за накопления дочерних 238Pu, 234U, изотопов Cm в несколько раз. Реальные расчеты многократного повторного рецикла показывают возможность работы быстрого реактора в режиме трансмутатора собственных МА с расчетной эффективностью от 7 до 70 раз с учетом утилизации продуктов распада изотопов Cm. Определено, что эффективность трансмутации МА при этом ограничена принятой величиной технологической очистки РАО от изотопов плутония. При увеличении степени очистки РАО от Pu до 0,01 % потенциальная биологическая опасность РАО будет определяться МА и эффективность их трансмутации составит 20–200 раз.
Ключевые слова
активность, актиниды, быстрый реактор, критерии эффективности, многократный рецикл, моделирование, нуклидная кинетика, расчетные исследования, отработавшее ядерное топливо, потенциальная биологическая опасность, радиоактивные отходы, трансмутация
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Габараев Б.А., Ганев И.Х., Лопаткин А.В. Потенциальная биологическая опасность урана, используемого в ядерном топливном цикле. Атомная энергия, 2004, т. 96, № 6, с. 462–468.
- Лопаткин А.В. Топливный цикл крупномасштабной ядерной энергетики России на принципах топливного и радиационного баланса и нераспространения. Дисс. … д. т. н. Москва: ОАО «НИКИЭТ», 2013.
- Адамов Е.О., Власкин Г.Н., Лопаткин А.В. и др. Радиационно-эквивалентное обращение радиоактивных нуклидов в ЯТЦ – эффективная альтернатива отложенному решению проблемы накопления ОЯТ. Известия Российской академии наук. Энергетика, 2015, № 6, с. 15–25.
- Поплавский В.М., Цибуля А.М., Хомяков Ю.С. и др. Активная зона и топливный цикл для перспективного быстрого натриевого реактора. Атомная энергия, 2010, т. 108, № 4, с. 206–211.
- Малышева И.В., Царапкина А.Н., Елисеев В.А., Егоров А.В. Особенности начального этапа работы активной зоны реактора БН-1200. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2013, № 3, с. 104–109.
- Vasilyev B.A., Vasyaev A.V., Gusev D.V. et al. Current status of BN-1200M reactor plant design. Nuclear Engineering and Design, 2021, vol. 382, p. 111384.
- Wieselquist W.A., Lefebvre R.A., Jessee M.A. SCALE Code System. ORNL/TM-2005/39, Version 6.2.4. Oak Ridge: Oak Ridge National Laboratory, 2020.
- Vasiliev B.A., Belov S.B., Kiselev A.V. et al. Unification of the BN-1200 reactor core designs with MOX and MNUP fuel. Nuclear Engineering and Design, 2021, vol. 382, p. 111387. DOI: https://doi.org/
10.1016/j.nucengdes.2021.111387.
- Rodina E.A., Egorov A.V., Rachkov V.I., Khomiakov Iu.S. Modeling and comparative analysis of changeover of homogeneous and heterogeneous core of BN-1200 reactor to equilibrium mode reactors. Nuclear Engineering and Design, 2022, vol. 386, p. 111549. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2021.111549.
- Ашраф О., Тихомиров Г.В. Методика оценки эффективности трансмутации долгоживущих минорных актиноидов. Ядерная физика и инжиниринг, 2021, т. 12, № 1, с. 10–15.
- Птицин П.Б., Квятковский С.А., Андрианов А.А. и др. Перспективные технологии утилизации минорных актинидов (МА): Аналитический отчет. М.: ЦАИР ЧУ «НиИ», 2020. 104 с.
- Соломатин В.М., Спирин Е.В., Авраменко С.С. Радиационно-миграционная эквивалентность РАО и уранового сырья в двухкомпонентной ядерной энергетике. Радиация и риск, 2023, т. 32, № 3, с. 64–75.
УДК 621.039.5
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 3, c. 77–89
