Atomic-Energy.ru

Британия ищет способы использования крупнейшего в мире запаса плутония

28 декабря 2011
В активной зоне реактора сборки со смешанным оксидным топливом (MOX) окружается обычными урановым (UOX)

В Великобритании сегодня идет активное обсуждение вопроса использования накопленного запаса плутония (крупнейшего в мире) для производства MOX-топлива.

Десятимесячные консультации, начавшиеся в феврале, убедили правительство, что это MOX-технология является наилучшим решением плутониевой проблемы.

В ближайшие годы необходимо выделение 3 млрд фунтов стерлингов на строительство завода по производству MOX-топлива. Часть плутония, которая по различным причинам не может быть применена, будет захоронена с другими ВАО.

По состоянию на конец 2007 года в Великобритании накоплено 77 тонн выделенного неоружейного плутония. Сегодня эта цифра возросла уже до 112 тонн.

Реакция деления материалов в MOX-топливе (не учитываются минорные актиниды)

Как подсчитали представители Всемирной ядерной ассоциации (WNA), использование всего имеющегося у Великобритании плутония в качестве МОКС-топлива (вместо того, чтобы захоранивать его как радиоактивные отходы), позволит сэкономить финансовые ресурсы на сумму 700-1200 млн фунтов стерлингов, а также произвести 300 млрд кВт-часов электроэнергии, что соответствует годовой потребности страны.

«Арсенал неоружейного плутония может быть использован двумя легководными реакторами мощностью 1000 Мвт каждый в течение 35 лет», - добавляют они.

 

Ядерный топливный цикл с MOX-топливом

 

Проблема, однако, в том, что эффективной технологии, способной осуществить вышеописанное, пока не существует. Имевшийся в Великобритании завод по производству MOX-топлива из плутония в Селлафилде оказался крайне неэффективным (по признанию Всемирной Ядерной Ассоциации (WNA), единственный эффективный завод по производству МОХ-топлива имеется во Франции).

Завод по переработке ОЯТ в Селлафилде

По этой причине, а также по причине того, что Япония отказалась от закупок британского МОХ-топлива (на что были большие надежды англичан), Агентство по выводу из эксплуатации Великобритании (NDA) несколько месяцев назад приняло решение о закрытии Селлафильда, тем самым дав повод критикам обвинять правительство в отсутствии внятной политики.

«Это сумасшествие», - заявил д-р Дуглас Парр, один из руководителей британского отделения «Гринпис». По его мнению, стоимость строительства нового завода станет слишком дорогой.

Правительство не согласно с этим, хотя министр энергетики Чарльз Хендри подчеркнул, что программа по использованию плутония в энергетике может быть продолжена только путем строительства нового завода. В соответствии с решением NDA, правительство проведет новые консультации с отраслью о возможных решениях, о временных и ценовых рамках.

Британские власти также пытаются найти покупателей для будущего МОХ-топлива. Согласно WNA, на сегодняшний день процент использования этого вида топлива в мире состаляет всего 2%.

 

Легководные реакторы на MOX-топливе в мире

 

Сегодня на смешанном оксидном топливе способны работать три американских реактора и канадский тяжеловодный реактор CANDU. Все западные реакторы, а также последние российские легководные реакторы, могут загружаться МОХ-топливом на 30%. Тридцать два европейских реактора уже получили лицензию на использование МОХ-топлива, и некоторые реакторы во Франции уже загружаются им на те же 30%. Тем временем разработанный компанией AREVA реактор EPR (используемый как проект для ряда британских проектов) может полностью быть загружен MOX-топливом.

«Любой вариант использования MOX-топлива должен обеспечивать комплексное решение проблем обращения с британским радиоактивным наследием, что должно быть представлено в новой программе ядерного строительства в стране»,

- заявил Майк Кленси, заместитель генерального секретаря организации Prospect, объединяющей специалистов по ядерной энергетике Великобритании.

«Правильно, что Агентство по выводу из эксплуатации и операторы рассматривают различные варианты коммерческой рентабельности…Новое предприятие по переработке ОЯТ поможет не только преобразовать отходы в потенциальный источник доходов, оно обеспечит существенную экономию по сравнению со захоронением, а также создаст новые рабочие места», - сказал он.

Однако правительство по-прежнему готово рассматривать альтернативные варианты.

«Пока преобразование плутония в MOX-топливо является наиболее надежным и технически проработанным вариантом, но наше государство готово рассматривать любые альтернативные варианты обращения с плутонием, которые смогут оказаться более предпочтительными для налогоплательщиков; мы планируем подробно изучить всю информацию об этих проектах», - говорит Хендри.

Малый модульный быстрый реактор PRISM

Один из таких альтернативных вариантов, также основанный на использовании накопленного плутония, предложен американо-японским объединением GE-Hitachi. Их предложение заключается в строительстве в Селлафилде двух малых быстрых натриевых реакторов мощностью 311 Мвт, названных  PRISM (аббревиатура от фразы Power Reactor Innovative Small Module – малый модульный инновационный энергетический реактор), которые должны будет перерабатывать накопленный плутоний в «стандартное ОЯТ», что, помимо прочего, способно решить проблему нераспространения.

«Использование жидкого натрия в качестве охладителя вместо воды позволяет нейтронам иметь большую энергию для улучшения процесса деления трансурановых элементов. Реакция ведет к выделению тепловой энергии, которая впоследствии конвертируется в электричество на обычном турбогенераторе», - объясняют представители компании GE-Hitachi.

 

Малый модульный быстрый реактор PRISM

 

Они также добавляют, что

«особенности пассивных систем безопасности PRISM, такие, как система пассивного отвода тепла или насосы для теплоносителя, не имеющие движущихся частей, значительно увеличивают эксплутационную надежность».

Кроме того, упрощенная модульная конструкция позволяет ее тиражировать в промышленных масштабах, что значительно снижает стоимость строительства. По утверждению разработчиков, PRISM является референтным проектом, срок сооружения которого - 36 месяцев.

Все запасы плутония могут быть «облучены» в реакторах PRISM в течение 5 лет, дополнительно вырабатывая электричества, после чего АЭС сможет работать более 55 лет на переработанном облученном топливе. GE-Hitachi уже развивает сеть поставщиков проекта с такими компаниями, как Costain, Arup & Poyry. Компания также готовиться к подаче заявки на лицензирование PRISM в Великобританиии.