Учёные Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) представили новую эффективную схему повторного обогащения отработавшего топливного урана. Результаты исследования опубликованы в журнале AIP Conference Proceedings.
Сегодня в мире существует целый ряд проектов усовершенствования реакторов на тепловых нейтронах, которые предполагают замыкание топливного цикла с повторным использованием выделенных из отработанного ядерного топлива делящихся материалов. Однако, как считают специалисты, у всех схем обогащения «регенерированного» урана есть индивидуальные недостатками.
Проблема в том, что при обогащении регенерата урана в условиях многократного рециклирования, помимо штатного отхода – обедненного урана – также выделяется либо частично не вовлеченный в обогащение регенерат, либо смесь урана, загрязненная искусственными четными изотопами, обращение с которой представляет сложности для предприятий по обогащению урана.
«Проведя компьютерное моделирование на основе разработанных в НИЯУ МИФИ программ для расчета и оптимизации каскада центрифуг, мы предложили новую модификацию, основанную на использовании трехкаскадной схемы обогащения», - объяснил доцент НИЯУ МИФИ Андрей Смирнов.
Присутствие в изотопном составе регенерата искусственных изотопов 232,236U и повышенного содержания 234U, как отмечают ученые, значительно усложняет процедуру вторичного обогащения. При этом многократный рециклинг существенно повышает содержание «вредных» изотопов.
«Наша схема позволяет получить продукт, удовлетворяющий ограничениям по всем четным изотопам урана, даже при их повышенном содержании в исходной смеси. При этом в стационарном режиме работы наша схема не предполагает отходов, кроме обедненного урана – естественного и неизбежного побочного продукта», — отметил Смирнов.
По словам учёных, внедрение этой схемы призвано обеспечить минимизацию нештатных отходов при обогащении регенерированного урана.
В настоящее время ученые продолжают улучшать характеристики метода за счет дополнительных модификаций, направленных на уменьшение задействованных обогатительных мощностей и снижение потерь ценного изотопа 235U.