EDN: JPBMIY
Авторы
Исанов К.А., Закиров Н.А., Гулевич А.В.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Исанов К.А. – инженер-исследователью Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: (981) 711-92-65; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Закиров Н.А. – инженер-исследователь.
Гулевич А.В. – начальник департамента физики реакторов, доктор физико-математических наук.
Аннотация
Возможным вариантом развития ядерной энергетики является переход к замкнутому ядерному топливному циклу (ЗЯТЦ) на базе тепловых и быстрых реакторов – двухкомпонентная ядерная энергетическая система. Ключевую роль в замкнутом ядерном топливном цикле выполняет быстрый реактор, с возможностью расширенного воспроизводства и улучшения изотопного состава плутония – облагораживания. Рецикл энергетического плутония ОЯТ в быстром реакторе создает возможности улучшения энергетического потенциала плутония и расширение топливной базы.
По различным оценкам, на сегодняшний день накоплено порядка 120, 100 и 15 тонн плутония ОЯТ УОКС ВВЭР, РБМК и БН соответственно. Плутоний ОЯТ УОКС ВВЭР и РБМК имеют средний и низкий энергетический потенциал для повторного использования без предварительного улучшения изотопного состава посредством рецикла в реакторе типа БН-1200.
В работе составлена расчетная модель реактора типа БН-1200 и смоделирован вывод активной зоны на режим стационарных перегрузок. Определена доля плутония подпитки. Для исследования эффективности облагораживания рассмотрены 7 типов плутония различного изотопного состава.
Исследованы материальные эффекты воспроизводства плутония и спектральные эффекты улучшения изотопного состава. Определено влияние изотопного состава плутония на общий баланс плутония в системе. Рассмотрен баланс плутония и коэффициент воспроизводства по делящимся материалам.
Определен вклад формирования спектральных и материальных эффектов в облагораживание плутония для различных изотопных составов.
Ключевые слова
изотопный состав плутония, отработавшее ядерное топливо, облагораживание плутония, улучшение изотопного состава, увеличение доли нечетных изотопов, коэффициент воспроиз-водства, баланс плутония, воспроизводство плутония, многократный рецикл, реактор типа БН-1200
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Пономарев-Степной Н.Н. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с замкнутым ядерным топливным циклом на основе БН и ВВЭР. Атомная энергия, 2016, т. 120, вып. 4, c. 183–190. Доступно на: https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t120-4_2016/p183/ (дата обращения 20.07.2025).
- Гулевич А.В., Гурская О.С., Декусар В.М., Мосеев А.Л. Начальный этап замыкания ЯТЦ двухкомпонентной ядерной энергетики. Вызовы и возможные решения. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, вып. 3, с. 69–82.
- Белов С.Б., Володин Д.А., Гроль А.В., Котов Я.А., Куракин К.Ю., Марова Е.В., Невиница В.А., Павловичев А.М., Пидопригора Е.В., Смирнов А.Ю., Фаракшин М.Р., Фомиченко П.А., Щеренко А.И., Гулевич А.В., Декусар В.М., Елисеев В.А., Клинов Д.А. Влияние быстрого реактора на параметры материальных балансов легководного теплового реактора в контексте продуктового направления «сбалансированный ядерный топливный цикл». Вопросы атомной науки и техники. серия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 3, с. 83–92.
- Алексеев П.Н., Баланин А.Л., Гулевич А.В., Декусар В.М., Егоров А.Ф., Клинов Д.А., Коробейников В.В., Марова Е.В., Маслов А.М., Мосеев А.Л., Невиница В.А., Теплов П.С., Троянов В.М., Фомиченко П.А., Шепелев С.Ф. Облик двухкомпонентной ядерной энергетической системы на базе ВВЭР и реакторов БН. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 4, с. 59–74.
- Зродников А.В., Коробейников В.В., Мосеев А.Л., Егоров А.Ф., Декусар В.М. Выбор структуры двухкомпонентной ЯЭС с оптимальным учетом экспортного потенциала и технико-экономическими показателями. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2021, вып. 2, с. 52–63.
- Клинов Д.А., Гулевич А.В., Елисеев В.А., Усанов В.И., Декусар В.М., Тормышев И.В., Мишин В.А. Возможность облагораживания плутония в БН-800. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, вып. 2, с. 15–21.
- Жемков И.Ю. Облагораживание плутония из отработавшего МОКС-топлива реакторов на тепловых нейтронах. Сборник трудов АО «ГНЦ НИИАР», 2020, № 3, с. 46–55.
- Исанов К.А., Закиров Н.А. Влияние спектральных эффектов при использовании МОКС- и СНУП-топлива на эффективность облагораживания плутония различного изотопного качества посредством многократного рецикла в реакторе типа БН. Сборник тезисов Международной конференции молодых специалистов, ученых и аспирантов по физике ядерных реакторов. Тверская область, 2024, с. 19–20.
- Исанов К.А., Колесов В.В. Исследование возможности облагораживания плутония различного качества посредством многократного рецикла в реакторе типа БН-1200. Сборник тезисов докладов XI международной молодежной научной школы-конференции. Москва, 2024, с. 110–112.
- Исанов К.А., Колесов В.В., Коробейников В.В., Усанов В.И., Хныкина Е.С. Расчетные исследования замкнутого топливного цикла реактора типа ВВЭР-1200 на плутонии из отработавшего ядерного топлива. Известия вузов. Ядерная энергетика, 2024, № 2, с. 185–201. DOI: https://doi.org/ 10.26583/npe.2024.2.15.
- ATOMINFO.RU. На Атомэкспо про сырьевое обеспечение ЯТЦ. Электронное периодическое издание, 2022. Доступно на: http://www.atominfo.ru/newsz05/a0788.htm. (дата обращения 20.07.2025).
- Алимов Ю.В., Галеева Н.М., Давыдов В.К. и др. Перевод реакторов РБМК-1000 на регенерированное топливо с повышенным содержанием четных изотопов урана. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, вып. 3, с. 63–67.
- Бурлаков Е.В., Волк В.И., Дорофеев А.Н. и др. О перспективах и целесообразности переработки ОЯТ РБМК. Сб. трудов VI Межд. ядерного форума «Безопасность ядерных технологий: правовое и кадровое обеспечение инновационного развития атомной отрасли». С.-Петербург, 2011, с. 45–54.
- Белов С.Б., Киселёв А.В., Марова Е.В. и др. Результаты верификации программ расчета нейтронно-физических характеристик активной зоны реактора типа БН-1200. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2014, № 4, с. 66–76. Доступно на: https://elibrary.ru/item.asp?id=22905474 (дата обращения 20.07.2025).
- Клинов Д.А., Гулевич А.В., Елисеев В.А., Малышева И.В., Бурьевский И.В. Особенности активных зон перспективных быстрых реакторов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, № 2, с. 5–14.
УДК 621.039.54
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 3, c. 108–122
