20 января 2020

Учёные ищут новые подходы к обогащению регенерированного урана

Яндекс НИЯУ МИФИ Яндекс

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.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Московский инженерно-физический институт) образован 8 апреля 2009 года на базе Московского инженерно-физического института (государственного университета). Историю ведёт от основанного в 1942 году Московского механического института боеприпасов (ММИБ). Первоначальной целью института ставилась подготовка специалистов для военных и атомных программ Советского Союза. В 1945 г. переименован в Московский механический институт, а в 1953 г. в Московский инженерно-физический институт (МИФИ). С 1993 г. — Московский государственный инженерно-физический институт (технический университет). С 2003 г. — Московский инженерно-физический институт (государственный университет). С 2009 г. - Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ".