เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วถูกจัดเก็บอย่างไร และที่สำคัญที่สุด คือ เพราะเหตุใด การรีไซเคิลขยะนิวเคลียร์ การรีไซเคิลขยะนิวเคลียร์ในโลก
มอสโก 21 มิถุนายน – RIA Novostiองค์กรของรัฐบรรษัท "Rosatom" "สมาคมการผลิต" Mayak " (Ozersk, ภูมิภาคเชเลียบินสค์) วางแผนที่จะเป็นองค์กรแรกในโลกภายในปี 2563 ที่เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีสำหรับการนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว (SNF) มาแปรรูปใหม่ทุกประเภท รอง ผู้อำนวยการทั่วไป“มายัค” โดย การพัฒนาเชิงกลยุทธ์มิทรี โคลูปาเยฟ
ผู้จัดงาน Atomexpo 2017 คือองค์กรของรัฐ Rosatom พันธมิตรด้านข้อมูลทั่วไปของฟอรัมคือหน่วยงาน RIA Novosti (แหล่งข้อมูลหลักของ MIA Rossiya Segodnya)
การนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วกลับมาแปรรูปเป็นกระบวนการที่มีเทคโนโลยีสูงซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดอันตรายจากการแผ่รังสีของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว การกำจัดอย่างปลอดภัยส่วนประกอบที่ไม่ได้ใช้ การแยกสารที่มีประโยชน์ และรับรองการใช้งานต่อไป การแปรรูปทางอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วกำลังดำเนินการในสามประเทศ ได้แก่ รัสเซีย ฝรั่งเศส และบริเตนใหญ่
มายัคกำลังดำเนินโครงการเพื่อขยายขอบเขตของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วที่นำไปแปรรูปใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีในการแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ VVER-1000 ของรัสเซียได้รับการเรียนรู้เป็นอย่างดี โครงการนี้จะช่วยให้องค์กรในอีก 1 ปีครึ่งถึงสองปีข้างหน้ากลายเป็นองค์กรเดียวในโลกที่สามารถแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วทุกประเภทใหม่ได้ รวมถึงเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วที่ออกแบบโดยต่างประเทศ ตลอดจนส่วนประกอบเชื้อเพลิงที่ชำรุด ซึ่งจะทำให้ Rosatom ได้เปรียบในการแข่งขันในตลาดโลกมากขึ้น
มายัคเป็นโรงงานอุตสาหกรรมแห่งแรกในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในประเทศ มันถูกสร้างขึ้นเพื่อผลิตพลูโตเนียมเกรดอาวุธที่จำเป็นสำหรับการสร้างอาวุธปรมาณูของโซเวียต งานสำคัญของมายัคในปัจจุบันคือการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วใหม่ การผลิตไอโซโทปและอุปกรณ์ตรวจสอบรังสี และการดำเนินการตามคำสั่งป้องกันประเทศ
คอมเพล็กซ์ "กินไม่เลือก"
"สำหรับ ปีที่ผ่านมามายัคมีความก้าวหน้าที่สำคัญในแง่ของการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์วิจัย การประมวลผลองค์ประกอบเชื้อเพลิงหลายอย่างได้รับการควบคุมแล้ว แต่โครงการหลักอาจจะเป็นการแปรรูปเชื้อเพลิงยูเรเนียม-เซอร์โคเนียมใหม่ โรงงานผลิตสิ่งนี้จะต้องพร้อมค่ะ ในปีนี้"Kolupaev กล่าว
เขาอธิบายว่านี่จะเป็นโรงงานต้นแบบซึ่งจะเริ่มทำการทดสอบได้ก่อน เทคโนโลยีที่จำเป็นแล้วจึงกลายเป็นโรงงานผลิตจริงๆ
“เชื้อเพลิงประเภทนี้มีค่อนข้างน้อย และประการแรกคือเชื้อเพลิงใช้แล้วของเรือตัดน้ำแข็งนิวเคลียร์ของเรา ตั้งอยู่ในสถานที่จัดเก็บตู้คอนเทนเนอร์แห้งทางตอนเหนือ แต่ไม่สามารถใช้งานได้เป็นระยะเวลานาน งานในการประมวลผลเชื้อเพลิงใช้แล้วประเภทนี้จะต้องได้รับการแก้ไขและด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีกำลังการผลิตที่ไม่มาก” คู่สนทนาของหน่วยงานตั้งข้อสังเกต
Kolupaev กล่าวเสริมว่า ควรมีการนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วของยูเรเนียม-เซอร์โคเนียมไปใช้ใหม่ภายในปี 2561 “สิ่งนี้จะทำให้ Mayak เป็นผู้นำทางเทคโนโลยีอย่างแท้จริงในแง่ขององค์ประกอบเชื้อเพลิงที่หลากหลายซึ่งองค์กรของเราจะสามารถดำเนินการได้ เพราะหลังจากเชี่ยวชาญเทคโนโลยีนี้แล้ว เราจะสามารถประมวลผลองค์ประกอบเชื้อเพลิงใดๆ ก็ได้” เขากล่าว
“ และประเด็นสุดท้ายอาจจะเป็นการพัฒนากระบวนการรีไซเคิลเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ AMB ในระยะแรกของ Beloyarsk NPP ปัญหาที่เกิดขึ้นในองค์ประกอบของเชื้อเพลิงนั้นไม่มากนัก (มีการใช้เชื้อเพลิงหลายประเภท ในหน่วยที่หนึ่งและที่สองของสถานี) แต่ในมิติทางเรขาคณิตของชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว” Kolupaev กล่าว
ส่วนประกอบเหล่านี้มีความยาวถึง 14 เมตร และเพื่อที่จะตัดชิ้นส่วนเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการติดตั้งแบบพิเศษ เขาอธิบาย
“ มีการวางแผนที่จะสร้างภายในปี 2563 จากนั้นศูนย์การประมวลผลที่ "กินทุกอย่าง" จะถูกสร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์ที่มายัค - เช่นเดียวกับใน ประเภทต่างๆ SNF และในแง่ของขนาดของชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว” รองผู้อำนวยการทั่วไปของ Mayak กล่าว
การแปรรูปกากกัมมันตภาพรังสี
นอกเหนือจากการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วมาแปรรูปใหม่แล้ว Mayak ยังพัฒนาเทคโนโลยีการนำเชื้อเพลิงกลับมาใช้ใหม่อย่างแข็งขันอีกด้วย กากกัมมันตภาพรังสี Kolupaev เล่า
“ในอนาคตอันใกล้นี้ องค์กรวางแผนที่จะเริ่มดำเนินการโรงงานเพื่อรวบรวมขยะระดับกลางที่มีอายุยืนยาว ซึ่งส่วนใหญ่เป็นของเสียที่มีพลูโตเนียม ซึ่งการประสานนั้นไม่เหมาะสมกับเราอย่างที่เพื่อนร่วมงานของเราในสหราชอาณาจักรกล่าว แนวทางนี้ขึ้นอยู่กับการใช้เมทริกซ์คล้ายเซรามิกซึ่งมีความทนทานสูงและความจุของเสียที่ดี” เขากล่าว
ปีที่แล้วเป็นปีประเภท "เริ่มต้น" สำหรับมายัคในแง่ของการดำเนินโครงการเพื่อประมวลผลแหล่งที่มา รังสีไอออไนซ์ Kolupaev ตั้งข้อสังเกต
“เราได้ปฏิบัติตามพันธกรณีของเราอย่างเต็มที่ในแง่ของปริมาณแหล่งที่มาที่ส่งคืน ในปีนี้ ปริมาณของแหล่งที่มาสำหรับการรีไซเคิลจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เรากำลังเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีสำหรับการรีไซเคิลแหล่งที่มาเพื่อให้ราคาถูกลงและน่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับลูกค้า เป็นพื้นที่ที่สำคัญมากที่จะช่วยให้พันธมิตรของเราได้รับบริการครบวงจรตั้งแต่การจัดหาแหล่งไปจนถึงการกำจัดทั้งหมด” เขากล่าวเสริม
ผู้ใช้ LJ uralochka เขียนในบล็อกของเธอ: ฉันอยากไปเยี่ยมมายัคมาโดยตลอด
ไม่ใช่เรื่องตลก สถานที่แห่งนี้เป็นหนึ่งในองค์กรที่เน้นความรู้มากที่สุดในรัสเซีย
รุ่นแรกเปิดตัวในปี พ.ศ. 2491 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในสหภาพโซเวียตผู้เชี่ยวชาญจาก Mayak PA ได้รับการปล่อยตัว
ค่าพลูโทเนียมสำหรับโซเวียตคนแรก ระเบิดนิวเคลียร์- กาลครั้งหนึ่งมันถูกเรียกว่าโอเซอร์สค์
Chelyabinsk-65, Chelyabinsk-40 ตั้งแต่ปี 1995 กลายเป็น Ozersk ที่นี่ในเทรคกอร์นี
เมื่อ Zlatoust-36 เมืองที่ถูกปิดเช่นกัน Ozersk ก็มักจะถูกเรียกเสมอ
“ Sorokovka” ได้รับการปฏิบัติด้วยความเคารพและยำเกรง
ตอนนี้คุณสามารถอ่านได้มากมายในแหล่งข้อมูลอย่างเป็นทางการและยิ่งกว่านั้นในแหล่งที่ไม่เป็นทางการ
และมีช่วงหนึ่งที่แม้แต่สถานที่โดยประมาณและชื่อของเมืองเหล่านี้ก็ยังเข้มงวดที่สุด
ความลับ. ฉันจำได้ว่าปู่ของฉัน Yakovlev Evgeniy Mikhailovich และฉันไปตกปลาได้อย่างไรและ
คำถามในท้องถิ่น - เรามาจากไหนปู่ของฉันมักจะตอบว่าจาก Yuryuzan (เมืองใกล้เคียงถึง Trekhgorny)
และที่ทางเข้าเมืองไม่มีป้ายบอกทางใด ๆ ยกเว้น "อิฐ" ที่คงที่ ปู่มีอย่างใดอย่างหนึ่ง
เพื่อนที่ดีที่สุด ชื่อของเขาคือ Mitroshin Yuri Ivanovich ด้วยเหตุผลบางอย่างฉันจึงไม่เรียกเขาว่าอย่างอื่นเลยตลอดวัยเด็ก
เช่น "วานาไลซ์" ฉันไม่รู้ว่าทำไม ฉันจำได้ว่าครั้งหนึ่งฉันถามคุณยายว่าทำไม
วานาลีส หัวล้าน ไม่มีผมสักเส้นเหรอ? คุณยายจึงอธิบายให้ฉันฟังด้วยเสียงกระซิบว่า
ที่ยูริอิวาโนวิชทำหน้าที่ใน "Sorokovka" และกำจัดผลที่ตามมาของอุบัติเหตุใหญ่ในปี 2500
ได้รับรังสีปริมาณมาก ทำลายสุขภาพ และเส้นผมของเขาก็ไม่ยาวอีกต่อไป...
...และบัดนี้ หลายปีต่อมา ฉันในฐานะช่างภาพข่าว กำลังจะถ่ายภาพโรงงาน RT-1 แห่งเดียวกันนั้นสำหรับ
เอเจนซี่ "ภาพถ่าย ITAR-TASS" เวลาเปลี่ยนแปลงทุกสิ่ง
Ozersk เป็นเมืองต้องห้าม การเข้าเมืองต้องใช้บัตรผ่าน โปรไฟล์ของฉันได้รับการตรวจสอบมานานกว่าหนึ่งเดือนแล้ว
ทุกอย่างพร้อมแล้ว คุณไปได้เลย ฉันก็พบกับบริการกดที่จุดตรวจไม่เหมือน
ของเรามีระบบคอมพิวเตอร์ปกติครับ เข้าจากด่านไหนก็ออกแบบนี้
จากใครก็ตาม หลังจากนั้นเราก็ขับรถไปที่อาคารบริหารของสำนักพิมพ์ซึ่งฉันจากไป
ฉันแนะนำให้ทิ้งรถและโทรศัพท์มือถือไว้เพราะอยู่ในอาณาเขตของโรงงานด้วย
ห้ามใช้อุปกรณ์สื่อสารเคลื่อนที่ ยังไม่พูดเสร็จ ไปที่ RT-1 กัน ที่โรงงาน
เราอยู่ด่านตรวจนานมากเค้าไม่ยอมให้ผมผ่านพร้อมอุปกรณ์ถ่ายภาพทั้งหมดเลย แต่นี่ล่ะ
เกิดขึ้น. เราได้รับชายที่เข้มงวดคนหนึ่งซึ่งมีซองหนังสีดำคาดเข็มขัดและสวมเสื้อผ้าสีขาว เราพบกัน
ด้วยฝ่ายบริหาร พวกเขาได้จัดตั้งทีมมัคคุเทศก์ทั้งหมดให้เรา และเราก็ย้ายมาอยู่ในตำแหน่ง ผ่าน.
น่าเสียดายที่ต้องถ่ายภาพอาณาเขตภายนอกของโรงงานและระบบรักษาความปลอดภัยใดๆ
ห้ามเด็ดขาด กล้องของฉันจึงอยู่ในกระเป๋าเป้สะพายหลังตลอดเวลา นี่คือกรอบของฉัน
ฉันถ่ายทำมันในตอนท้ายสุด ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของอาณาเขต "สกปรก" การแบ่งคือ
มีเงื่อนไขจริง ๆ แต่มีการสังเกตอย่างเคร่งครัดนี่คือสิ่งที่ช่วยให้คุณไม่นำมันออกไป
สิ่งสกปรกกัมมันตภาพรังสีทั่วบริเวณ
ซาน มีทางเข้าแยก ผู้หญิงเข้าทางหนึ่ง ผู้ชายเข้าอีกทาง ฉันสหายของฉัน
พวกเขาโชว์ตู้ล็อกเกอร์ให้ฉันดู พวกเขาบอกว่าให้ถอดทุกอย่างออก (ทุกอย่างเลย) ใส่รองเท้าแตะยาง แล้วปิดมัน
ล็อกเกอร์แล้วย้ายไปที่หน้าต่างตรงนั้น ฉันก็เลยทำ ฉันยืนเปลือยเปล่าด้วยมือเดียว
ฉันใส่กุญแจเข้าไปในกระเป๋าเป้สะพายหลังอีกใบพร้อมกล้องและผู้หญิงคนนั้นจากหน้าต่างซึ่งด้วยเหตุผลบางอย่างก็ตั้งอยู่
ต่ำเกินไป สำหรับตำแหน่งของฉัน เขาถามว่ารองเท้าของฉันขนาดเท่าไร เป็นเวลานาน
ไม่ต้องอายก็ให้ของมาทันที เช่น กางเกงชั้นใน เสื้อเชิ้ตสีอ่อน
ชุดเอี๊ยมและรองเท้า ทุกอย่างเป็นสีขาวสะอาดและน่าสัมผัสมาก แต่งแล้วติดเลย
ฉันใส่แท็บเล็ตวัดปริมาณรังสีไว้ในกระเป๋าหน้าอกและรู้สึกมั่นใจมากขึ้น คุณสามารถย้ายออกได้
พวกเขาสั่งฉันทันทีว่าอย่าวางกระเป๋าเป้ลงบนพื้นและอย่าแตะต้องสิ่งที่ไม่จำเป็น
ถ่ายภาพเฉพาะสิ่งที่ได้รับอนุญาตเท่านั้น ใช่ ไม่มีปัญหา ฉันบอกว่ายังเร็วเกินไปที่จะมีกระเป๋าเป้
ทิ้งมันไปและฉันก็ไม่ต้องการปัญหาความลับเช่นกัน นี่คือสถานที่สำหรับสวมและถอด
รองเท้าสกปรก ตรงกลางสะอาด ขอบก็สกปรก เกณฑ์ตามเงื่อนไขของอาณาเขตพืช
เราเดินทางรอบบริเวณโรงงานด้วยรถบัสขนาดเล็ก พื้นที่ภายนอกที่ไม่มีความพิเศษ
การตกแต่งบล็อกของการประชุมเชิงปฏิบัติการที่เชื่อมต่อกันด้วยแกลเลอรีสำหรับทางเดินของบุคลากรและการถ่ายโอนสารเคมีผ่านท่อ
ด้านหนึ่งมีแกลเลอรีขนาดใหญ่สำหรับรวบรวมอากาศบริสุทธิ์จากป่าข้างเคียง นี้
ทำเพื่อให้คนในโรงงานได้สูดอากาศภายนอกที่สะอาด RT-1 เท่านั้น
หนึ่งในเจ็ดโรงงานของ Mayak PA โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรับและแปรรูปนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว
เชื้อเพลิง (SNF) นี่คือเวิร์กช็อปที่ทุกอย่างเริ่มต้นขึ้น โดยคอนเทนเนอร์ที่มีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจะมาถึงที่นี่
ด้านขวาเป็นรถม้าที่มีฝาปิดเปิด ผู้เชี่ยวชาญคลายเกลียวสกรูด้านบนด้วยวิธีพิเศษ
อุปกรณ์. หลังจากนั้นทุกคนก็ถูกนำออกจากห้องนี้ ประตูบานใหญ่ก็ปิดลง
หนาประมาณครึ่งเมตร (น่าเสียดายที่ระบอบการปกครองเรียกร้องให้ลบรูปถ่ายด้วย)
งานต่อไปดำเนินการโดยใช้เครนที่ควบคุมจากระยะไกลผ่านกล้อง ก๊อกจะถูกลบออก
ครอบคลุมและถอดชุดประกอบด้วยเชื้อเพลิงใช้แล้ว
ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกขนย้ายโดยปั้นจั่นไปยังฟักเหล่านี้ ให้ความสนใจกับไม้กางเขนพวกมันถูกดึงออกมา
เพื่อให้ง่ายต่อการวางตำแหน่งของก๊อกน้ำ ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกแช่อยู่ใต้ช่องฟัก
ของเหลว - คอนเดนเสท (เพียงใส่ลงในน้ำกลั่น) หลังจากการชุมนุมนี้แล้ว
รถเข็นจะถูกย้ายไปยังสระน้ำใกล้เคียงซึ่งเป็นโกดังชั่วคราว
ฉันไม่รู้ว่ามันเรียกว่าอะไร แต่สาระสำคัญนั้นชัดเจน - อุปกรณ์ง่าย ๆ ที่ไม่ควรทำ
ลากฝุ่นกัมมันตภาพรังสีจากห้องหนึ่งไปอีกห้องหนึ่ง
ด้านซ้ายเป็นประตูเดียวกัน
และนี่คือห้องที่อยู่ติดกันเดียวกัน ใต้เท้าพนักงานมีสระว่ายน้ำลึก 3.5 ถึง 14
เมตรที่เต็มไปด้วยคอนเดนเสท - คุณยังสามารถเห็นสองช่วงตึกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Beloyarsk ซึ่งมีความยาว 14 เมตร
พวกมันถูกเรียกว่า AMB - "อะตอมขนาดใหญ่อันเงียบสงบ"
เมื่อคุณมองดูระหว่างแผ่นโลหะ คุณจะเห็นบางอย่างเช่นนี้ ภายใต้การควบแน่น
สามารถมองเห็นการประกอบได้ เซลล์เชื้อเพลิงจากเครื่องปฏิกรณ์ขนส่ง
แต่ส่วนประกอบเหล่านี้เพิ่งมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เมื่อปิดไฟ พวกมันก็เรืองแสงเป็นสีฟ้าอ่อน
น่าประทับใจมาก นี่คือแสงสว่างของเชเรนคอฟ คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับแก่นแท้ของปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้ได้ในวิกิพีเดีย
มุมมองทั่วไปของการประชุมเชิงปฏิบัติการ
เดินหน้าต่อไป การเปลี่ยนระหว่างแผนกต่างๆ ตามทางเดินด้วยแสงสีเหลืองสลัว ใต้ฝ่าเท้าก็พอ
เคลือบพิเศษรีดขึ้นทุกมุม คนในชุดขาว. โดยทั่วไปฉันไป “มวลดำ” ทันที
ฉันจำได้))) อย่างไรก็ตามเกี่ยวกับการเคลือบมันเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สมเหตุสมผลมากในด้านหนึ่งมันสะดวกกว่าในการล้าง
ไม่มีอะไรจะติดไปไหนทั้งนั้น และที่สำคัญ ในกรณีที่มีการรั่วไหลหรืออุบัติเหตุพื้นสกปรกก็สามารถติดได้
ง่ายต่อการรื้อ
ตามที่พวกเขาอธิบายให้ฉันฟัง การดำเนินการเพิ่มเติมโดยใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจะดำเนินการในห้องปิดในโหมดอัตโนมัติ
ครั้งหนึ่งกระบวนการทั้งหมดได้รับการควบคุมจากรีโมทคอนโทรลเหล่านี้ แต่ตอนนี้ทุกอย่างเกิดขึ้นจากเทอร์มินัลสามเครื่อง
แต่ละรายการทำงานบนเซิร์ฟเวอร์อัตโนมัติของตัวเอง ฟังก์ชันทั้งหมดจะถูกทำซ้ำ ในกรณีที่ปฏิเสธทั้งหมด
เทอร์มินัล ผู้ปฏิบัติงานจะสามารถดำเนินการกระบวนการให้เสร็จสิ้นได้จากรีโมทคอนโทรล
สั้นๆ เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว ส่วนประกอบจะถูกถอดประกอบ ไส้กรองจะถูกลบออก และเลื่อยเข้าไป
ชิ้นส่วนและวางในตัวทำละลาย (กรดไนตริก) หลังจากนั้นเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกละลาย
ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ซับซ้อนทั้งหมด โดยสกัดยูเรเนียม พลูโตเนียม และเนปทูเนียมออกมา
ชิ้นส่วนที่ไม่ละลายน้ำซึ่งไม่สามารถรีไซเคิลได้จะถูกกดและเคลือบ และเก็บไว้ที่
พื้นที่โรงงานอยู่ภายใต้การดูแลอย่างต่อเนื่อง ผลลัพธ์หลังจากกระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้น
ส่วนประกอบสำเร็จรูปนั้น "ชาร์จ" ด้วยเชื้อเพลิงใหม่ซึ่งผลิตที่นี่แล้ว ดังนั้นประภาคาร
ดำเนินการทำงานกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ครบวงจร
แผนกการทำงานเกี่ยวกับพลูโตเนียม
กระจกตะกั่ว 50 มม. แปดชั้นช่วยปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากองค์ประกอบที่ทำงานอยู่ หุ่นยนต์
เชื่อมต่อด้วยการเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยเฉพาะ ไม่มี "รู" เชื่อมต่อกับช่องภายใน
เราย้ายไปที่เวิร์กช็อปที่จัดส่งผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
ภาชนะสีเหลืองมีไว้สำหรับขนส่งส่วนประกอบเชื้อเพลิงสำเร็จรูป เบื้องหน้ามีฝาปิดจากตู้คอนเทนเนอร์
ด้านในของภาชนะเป็นที่ซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีแท่งเชื้อเพลิงติดตั้งอยู่
เจ้าหน้าที่ควบคุมเครนควบคุมเครนจากทุกที่ที่สะดวกสำหรับเขา
ด้านข้างเป็นภาชนะสแตนเลสทั้งหมด ตามที่พวกเขาอธิบายให้ฉันฟังมีเพียง 16 รายการในโลกนี้
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นวัสดุที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อดำเนินการควบคุม ปฏิกิริยาลูกโซ่- เป็นสารที่ใช้พลังงานสูงมากและไม่ปลอดภัยต่อมนุษย์ ซึ่งมีข้อจำกัดในการใช้งานหลายประการ วันนี้เรามาดูกันว่าเชื้อเพลิงคืออะไร เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จำแนกและผลิตอย่างไร ใช้ที่ไหน
ความคืบหน้าของปฏิกิริยาลูกโซ่
ในระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ นิวเคลียสจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน ซึ่งเรียกว่าชิ้นส่วนฟิชชัน ในเวลาเดียวกันนิวตรอนหลายตัว (2-3) จะถูกปล่อยออกมาซึ่งต่อมาทำให้เกิดการแตกตัวของนิวเคลียสที่ตามมา กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อนิวตรอนเข้าสู่นิวเคลียสของสสารดั้งเดิม เศษฟิชชันมีพลังงานจลน์สูง การยับยั้งในเรื่องสสารจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมหาศาล
เศษฟิชชันรวมถึงผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวเรียกว่าผลิตภัณฑ์ฟิชชัน นิวเคลียสที่แตกตัวด้วยนิวตรอนของพลังงานใดๆ เรียกว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ตามกฎแล้วพวกมันคือสสารที่มีจำนวนอะตอมคี่ นิวเคลียสบางส่วนถูกแยกตัวออกจากนิวเคลียสโดยนิวตรอนซึ่งมีพลังงานสูงกว่าค่าเกณฑ์ที่กำหนด เหล่านี้เป็นองค์ประกอบหลักที่มีอะตอมเป็นเลขคู่ นิวเคลียสดังกล่าวเรียกว่าวัตถุดิบเนื่องจากในขณะที่นิวเคลียสจับนิวตรอนโดยนิวเคลียสธรณีประตูนิวเคลียสเชื้อเพลิงจะถูกสร้างขึ้น การรวมกันของวัสดุที่ติดไฟได้และวัตถุดิบเรียกว่าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
การจำแนกประเภท
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท:
- ยูเรเนียมธรรมชาติ ประกอบด้วยนิวเคลียสฟิสไซล์ยูเรเนียม-235 และวัตถุดิบตั้งต้นยูเรเนียม-238 ซึ่งสามารถก่อรูปพลูโทเนียม-239 ได้เมื่อจับนิวตรอน
- เชื้อเพลิงรองที่ไม่พบในธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงพลูโทเนียม-239 ซึ่งได้มาจากเชื้อเพลิงประเภทที่ 1 เช่นเดียวกับยูเรเนียม-233 ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อนิวตรอนถูกจับโดยนิวเคลียสของทอเรียม-232
จากมุมมอง องค์ประกอบทางเคมีมีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:
- โลหะ (รวมถึงโลหะผสม);
- ออกไซด์ (เช่น UO 2)
- คาร์ไบด์ (เช่น PuC 1-x)
- ผสม;
- ไนไตรด์
TVEL และ TVS
เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใช้ในรูปของเม็ดขนาดเล็ก พวกมันถูกวางไว้ในองค์ประกอบเชื้อเพลิงที่ปิดผนึกอย่างผนึกแน่น (องค์ประกอบเชื้อเพลิง) ซึ่งในทางกลับกันจะรวมกันเป็นชุดเชื้อเพลิง (FA) หลายร้อยชุด เชื้อเพลิงนิวเคลียร์อยู่ภายใต้ข้อกำหนดสูงเพื่อให้เข้ากันได้กับส่วนหุ้มแท่งเชื้อเพลิง จะต้องมีอุณหภูมิหลอมเหลวและการระเหยที่เพียงพอ มีการนำความร้อนได้ดี และไม่มีปริมาตรเพิ่มขึ้นมากนักภายใต้การฉายรังสีนิวตรอน คำนึงถึงความสามารถในการผลิตด้วย
แอปพลิเคชัน
ให้กับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และอื่นๆ การติดตั้งนิวเคลียร์เชื้อเพลิงมาในรูปของส่วนประกอบเชื้อเพลิง สามารถบรรจุลงในเครื่องปฏิกรณ์ได้ทั้งระหว่างการทำงาน (แทนที่ชุดเชื้อเพลิงที่เผาไหม้) และระหว่างการซ่อมแซม ในกรณีหลังนี้จะมีการเปลี่ยนชุดเชื้อเพลิงเป็นกลุ่มใหญ่ ในกรณีนี้จะมีการเปลี่ยนเชื้อเพลิงเพียงหนึ่งในสามเท่านั้น ส่วนประกอบที่ถูกเผาไหม้มากที่สุดจะถูกขนออกจากส่วนกลางของเครื่องปฏิกรณ์ และแทนที่ส่วนประกอบที่ถูกเผาไหม้บางส่วนซึ่งก่อนหน้านี้ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีการใช้งานน้อย จึงมีการติดตั้งชุดเชื้อเพลิงใหม่แทนที่ชุดหลัง รูปแบบการจัดเรียงใหม่ที่เรียบง่ายนี้ถือเป็นแบบดั้งเดิมและมีข้อดีหลายประการ โดยข้อดีประการหลักคือทำให้ปล่อยพลังงานได้สม่ำเสมอ แน่นอนว่านี่เป็นแผนผังที่ให้แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับกระบวนการนี้เท่านั้น
ข้อความที่ตัดตอนมา
หลังจากที่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วถูกกำจัดออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์ จะถูกส่งไปยังบ่อทำความเย็น ซึ่งโดยปกติจะตั้งอยู่ใกล้ๆ ความจริงก็คือส่วนประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้วนั้นมีชิ้นส่วนฟิชชันของยูเรเนียมจำนวนมาก หลังจากขนถ่ายออกจากเครื่องปฏิกรณ์ แท่งเชื้อเพลิงแต่ละแท่งจะบรรจุสารกัมมันตภาพรังสีประมาณ 300,000 คิวรี ซึ่งปล่อยพลังงานออกมา 100 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ด้วยเหตุนี้เชื้อเพลิงจึงร้อนขึ้นเองและมีกัมมันตภาพรังสีสูง
อุณหภูมิของเชื้อเพลิงที่เพิ่งขนถ่ายอาจสูงถึง 300°C ดังนั้นจึงเก็บไว้ใต้ชั้นน้ำเป็นเวลา 3-4 ปีโดยรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงที่กำหนด เมื่อมันถูกเก็บไว้ใต้น้ำ กัมมันตภาพรังสีของเชื้อเพลิงและพลังของการปล่อยสารตกค้างจะลดลง หลังจากผ่านไปประมาณสามปี ชุดเชื้อเพลิงที่ทำความร้อนได้เองจะมีอุณหภูมิอยู่ที่ 50-60°C จากนั้นเชื้อเพลิงจะถูกนำออกจากสระน้ำและส่งไปแปรรูปหรือกำจัด
โลหะยูเรเนียม
โลหะยูเรเนียมไม่ค่อยถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เมื่อสารมีอุณหภูมิถึง 660°C การเปลี่ยนเฟสจะเกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างด้วย พูดง่ายๆ ก็คือปริมาณยูเรเนียมเพิ่มขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายแท่งเชื้อเพลิงได้ ในกรณีที่ฉายรังสีเป็นเวลานานที่อุณหภูมิ 200-500°C สารจะได้รับการเจริญเติบโตของรังสี สาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้คือการยืดตัวของแท่งยูเรเนียมที่ผ่านการฉายรังสี 2-3 เท่า
การใช้โลหะยูเรเนียมที่อุณหภูมิสูงกว่า 500°C เป็นเรื่องยากเนื่องจากการบวมตัว หลังจากการแยกตัวของนิวเคลียร์ จะเกิดชิ้นส่วนสองชิ้นซึ่งมีปริมาตรรวมมากกว่าปริมาตรของนิวเคลียสนั้น ชิ้นส่วนฟิชชันบางส่วนแสดงด้วยอะตอมของแก๊ส (ซีนอน คริปทอน ฯลฯ) ก๊าซสะสมอยู่ในรูพรุนของยูเรเนียมและก่อให้เกิดความดันภายใน ซึ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เนื่องจากปริมาตรอะตอมเพิ่มขึ้นและแรงดันแก๊สเพิ่มขึ้น เชื้อเพลิงนิวเคลียร์จึงเริ่มบวม ดังนั้นสิ่งนี้จึงหมายถึงการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของปริมาตรที่เกี่ยวข้องกับการแยกตัวของนิวเคลียร์
ความแรงของการบวมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแท่งเชื้อเพลิงและความเหนื่อยหน่าย เมื่อการเผาไหม้เพิ่มขึ้น จำนวนชิ้นส่วนฟิชชันจะเพิ่มขึ้น และเมื่ออุณหภูมิและการเผาไหม้เพิ่มขึ้น ความดันก๊าซภายในจะเพิ่มขึ้น หากเชื้อเพลิงมีคุณสมบัติทางกลสูงกว่าก็จะเกิดการบวมน้อยลง โลหะยูเรเนียมไม่ใช่หนึ่งในวัสดุเหล่านี้ ดังนั้นการใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จึงจำกัดการเผาไหม้ซึ่งเป็นหนึ่งในลักษณะสำคัญของเชื้อเพลิงดังกล่าว
คุณสมบัติทางกลของยูเรเนียมและความต้านทานรังสีได้รับการปรับปรุงโดยการผสมวัสดุ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเติมอะลูมิเนียม โมลิบดีนัม และโลหะอื่นๆ เข้าไป ด้วยสารเติมแต่งแบบโด๊ป จำนวนนิวตรอนฟิชชันที่ต้องการต่อการจับจึงลดลง ดังนั้นจึงมีการใช้วัสดุที่ดูดซับนิวตรอนได้น้อยเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้
สารประกอบทนไฟ
สารประกอบยูเรเนียมทนไฟบางชนิดถือเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ดี ได้แก่ คาร์ไบด์ ออกไซด์ และสารประกอบระหว่างโลหะ ที่พบมากที่สุดคือยูเรเนียมไดออกไซด์ (เซรามิก) จุดหลอมเหลวของมันคือ 2,800°C และความหนาแน่นของมันคือ 10.2 g/cm3
เนื่องจากวัสดุนี้ไม่ผ่านการเปลี่ยนเฟส จึงมีโอกาสเกิดการบวมน้อยกว่าโลหะผสมยูเรเนียม ด้วยคุณสมบัตินี้ อุณหภูมิความเหนื่อยหน่ายจึงเพิ่มขึ้นได้หลายเปอร์เซ็นต์ บน อุณหภูมิสูงเซรามิกไม่ทำปฏิกิริยากับไนโอเบียม เซอร์โคเนียม สแตนเลส และวัสดุอื่นๆ ข้อเสียเปรียบหลักคือค่าการนำความร้อนต่ำ - 4.5 kJ (m*K) ซึ่งจำกัดพลังงานจำเพาะของเครื่องปฏิกรณ์ นอกจากนี้เซรามิกที่ร้อนยังมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวอีกด้วย
พลูโตเนียม
พลูโตเนียมถือเป็นโลหะที่หลอมละลายต่ำ ละลายที่อุณหภูมิ 640°C เนื่องจากคุณสมบัติของพลาสติกไม่ดี จึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตัดเฉือน ความเป็นพิษของสารทำให้เทคโนโลยีการผลิตแท่งเชื้อเพลิงมีความซับซ้อน อุตสาหกรรมนิวเคลียร์พยายามใช้พลูโทเนียมและสารประกอบของมันซ้ำแล้วซ้ำเล่า แต่ก็ไม่ประสบผลสำเร็จ ใช้เชื้อเพลิงเพื่อ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งมีพลูโทเนียมผสมอยู่นั้นทำไม่ได้เนื่องจากการเร่งความเร็วลดลงประมาณ 2 เท่า ซึ่งระบบควบคุมเครื่องปฏิกรณ์มาตรฐานไม่ได้ออกแบบมาสำหรับ
สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ตามกฎแล้วจะใช้พลูโทเนียมไดออกไซด์โลหะผสมของพลูโทเนียมกับแร่ธาตุและส่วนผสมของพลูโทเนียมคาร์ไบด์และยูเรเนียมคาร์ไบด์ เชื้อเพลิงกระจายตัวซึ่งมีอนุภาคของสารประกอบยูเรเนียมและพลูโทเนียมถูกวางไว้ในเมทริกซ์โลหะของโมลิบดีนัม อลูมิเนียม สแตนเลส และโลหะอื่นๆ มีคุณสมบัติเชิงกลสูงและมีค่าการนำความร้อน ความต้านทานรังสีและการนำความร้อนของเชื้อเพลิงกระจายตัวขึ้นอยู่กับวัสดุเมทริกซ์ ตัวอย่างเช่น ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรก เชื้อเพลิงที่กระจายตัวประกอบด้วยอนุภาคของโลหะผสมยูเรเนียมที่มีโมลิบดีนัม 9% ซึ่งเต็มไปด้วยโมลิบดีนัม
สำหรับเชื้อเพลิงทอเรียม ในปัจจุบันไม่ได้ใช้เนื่องจากปัญหาในการผลิตและการแปรรูปแท่งเชื้อเพลิง
การผลิต
ปริมาณวัตถุดิบหลักสำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ - ยูเรเนียม - จำนวนมากกระจุกตัวอยู่ในหลายประเทศ: รัสเซีย, สหรัฐอเมริกา, ฝรั่งเศส, แคนาดา และแอฟริกาใต้ โดยปกติแล้วเงินฝากจะตั้งอยู่ใกล้กับทองคำและทองแดง ดังนั้นวัสดุทั้งหมดเหล่านี้จึงถูกขุดในเวลาเดียวกัน
สุขภาพของคนทำงานในเหมืองแร่มีความเสี่ยงสูง ความจริงก็คือยูเรเนียมเป็นวัสดุที่เป็นพิษ และก๊าซที่ปล่อยออกมาระหว่างการขุดอาจทำให้เกิดมะเร็งได้ และแม้ว่าแร่จะมีสารนี้ไม่เกิน 1% ก็ตาม
ใบเสร็จ
การผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จาก แร่ยูเรเนียมรวมถึงขั้นตอนเช่น:
- การแปรรูปโลหะวิทยา รวมถึงการชะล้าง การบด และการสกัดหรือการดูดซับกลับคืนมา ผลลัพธ์ของการประมวลผลด้วยโลหะวิทยาคือสารแขวนลอยที่บริสุทธิ์ของออกซียูเรเนียมออกไซด์, โซเดียมไดยูเรเนตหรือแอมโมเนียมไดยูเรเนต
- การเปลี่ยนสารจากออกไซด์เป็นเตตราฟลูออไรด์หรือเฮกซาฟลูออไรด์ ซึ่งใช้ในการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม-235
- การเพิ่มปริมาณสารโดยการปั่นแยกหรือการแพร่กระจายความร้อนของก๊าซ
- การเปลี่ยนวัสดุเสริมสมรรถนะให้เป็นไดออกไซด์ ซึ่งใช้ในการผลิตแท่งเชื้อเพลิง “เม็ด”
การฟื้นฟู
ในระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เชื้อเพลิงไม่สามารถถูกเผาไหม้จนหมดได้ ดังนั้นไอโซโทปอิสระจึงถูกสร้างขึ้นใหม่ ในเรื่องนี้ แท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วอาจต้องผ่านกระบวนการสร้างใหม่เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่
ปัจจุบันปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยกระบวนการ Purex ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ดังต่อไปนี้:
- ตัดแท่งเชื้อเพลิงออกเป็นสองส่วนแล้วละลายในกรดไนตริก
- การทำความสะอาดสารละลายจากผลิตภัณฑ์ฟิชชันและชิ้นส่วนเปลือก
- การแยกสารประกอบบริสุทธิ์ของยูเรเนียมและพลูโตเนียม
หลังจากนั้น พลูโทเนียมไดออกไซด์ที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการผลิตแกนใหม่ และยูเรเนียมจะถูกนำไปใช้เพื่อเพิ่มสมรรถนะหรือสำหรับการผลิตแกนด้วยเช่นกัน การนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์กลับมาแปรรูปเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและมีราคาแพง ต้นทุนมีผลกระทบอย่างมากต่อความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เช่นเดียวกันอาจกล่าวได้เกี่ยวกับการกำจัดกากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ไม่เหมาะสำหรับการฟื้นฟู
ปัจจุบันการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วยังอยู่ในขั้นตอนที่จำกัด กล่าวคือ เป็นการกำหนดโอกาสในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ ในทุกประเทศด้วย พลังงานนิวเคลียร์(ยกเว้นบางทีในฝรั่งเศส) มีการสะสมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจำนวนมหาศาล และลักษณะของปัญหานี้ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขทำให้เกิดคำถามในการดำเนินแผนเพิ่มเติมสำหรับการพัฒนาโครงการนิวเคลียร์
คุณลักษณะของรัสเซียคือเชื้อเพลิงสะสมที่หลากหลายซึ่งเกี่ยวข้องกับประวัติความเป็นมาของการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศของเรา ดังนั้น เพื่อแก้ปัญหาเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว จึงจำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีที่มีเอกลักษณ์จำนวนหนึ่ง และสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกด้านโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน
ระบบการจัดการ SNF ที่พัฒนาขึ้นในรัสเซียประกอบด้วยการจัดเก็บ การขนส่ง และการประมวลผลใหม่ของ SNF การจัดเก็บจะดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์และโรงเก็บในสถานที่ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเครื่องปฏิกรณ์เพื่อการวิจัย ในโรงเก็บแบบสระน้ำที่โรงงานสองแห่งของ State Corporation "Rosatom" - FSUE "GKhK" และ FSUE "PA "Mayak" - พร้อมด้วย กำลังการผลิต 8,600 ตันและ 2,500 ตันตามลำดับ เช่นเดียวกับเรือบำรุงรักษาทางเทคโนโลยีของกองเรือตัดน้ำแข็งนิวเคลียร์ (SNF จากเครื่องปฏิกรณ์การขนส่ง) และฐานทางเทคนิคบนบก
วันนี้มีการสะสมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วจำนวน 22,000 ตันที่โรงงานของ Rosatom State Corporation ทุกปี เชื้อเพลิงใช้แล้วประมาณ 650 ตันจะถูกขนถ่ายออกจากเครื่องปฏิกรณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของรัสเซีย โดยไม่เกิน 15% ของปริมาตรนี้จะถูกนำไปแปรรูปใหม่
เพื่อแก้ปัญหาเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วสะสมและสร้างขึ้นใหม่ Rosatom State Corporation กำลังสร้างระบบการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้ว ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบด้านกฎระเบียบ การเงิน เศรษฐกิจ และโครงสร้างพื้นฐาน โครงการทางเทคโนโลยีสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วประเภทต่าง ๆ ในช่วงจนถึงปี 2573 แสดงไว้ในรูปที่ 1
ปัจจุบันกลไกทางการเงินหลักในการแก้ปัญหาสะสมในด้านการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว กากกัมมันตภาพรังสี และการรื้อถอนสิ่งอำนวยความสะดวกที่ใช้ พลังงานปรมาณูเป็นโครงการเป้าหมายของรัฐบาลกลาง "การรับรองความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสีสำหรับปี 2551 และสำหรับช่วงระยะเวลาจนถึงปี 2558" (FTP NRS) ตั้งแต่ปี 2015 เป็นต้นไป การบริจาคเข้ากองทุนการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วจากนิติบุคคลที่เป็นเจ้าของเชื้อเพลิงใช้แล้วจะเริ่มขึ้น (ส่วนใหญ่เป็น Rosenergoatom Concern OJSC)
ในบรรดาโครงการ SNF ที่สำคัญ การดำเนินการตามที่กำหนดไว้โดยโครงการความปลอดภัยนิวเคลียร์เป้าหมายของรัฐบาลกลาง ควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้:
- การก่อสร้างโรงเก็บ "แห้ง" สำหรับเชื้อเพลิงใช้แล้ว RBMK-1000 และ VVER-1000
- การสร้างสถานที่จัดเก็บ "เปียก" ที่มีอยู่เดิมที่ศูนย์เคมีแก๊ส
- การเตรียมและการจัดเตรียมการกำจัดปริมาณเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วสะสมจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
- งานที่ซับซ้อนในการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ประเภท AMB (การแยกชุดเชื้อเพลิงใช้แล้วและการประมวลผลเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ Mayak PA)
- การกำจัดและการประมวลผลบล็อก DAV-90 ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะสูงที่สะสมจากการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรม
- การสร้างศูนย์สาธิตทดลองการนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่โดยใช้เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรม
- การกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วออกจากเครื่องปฏิกรณ์วิจัยเพื่อนำไปแปรรูปที่ FSUE PA Mayak เป็นต้น
การผลิตเคมีกัมมันตภาพรังสีที่ Mayak PA
ปัจจุบันในรัสเซียมีโรงงานผลิตเคมีกัมมันตภาพรังสีเพียงแห่งเดียว - คอมเพล็กซ์ RT-1 ของ Mayak PA ซึ่งมีการประมวลผลเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ VVER-440, BN-600 สิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยและการขนส่ง รูปแบบทางเทคโนโลยีเป็นกระบวนการ PUREX ที่ได้รับการดัดแปลง ในเวลาเดียวกัน RT-1 เป็นโรงงานผลิตเคมีกัมมันตรังสีแห่งเดียวในโลกที่นอกเหนือจากยูเรเนียมและพลูโทเนียมแล้ว ยังผลิตเนปทูเนียมอีกด้วย ดังนั้น ของเสียระดับสูงที่ผ่านการทำให้เป็นแก้วซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อการกำจัดต่อไปในรัสเซียจึงไม่มีนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่ก่อให้เกิดพิษกัมมันตภาพรังสีในระยะยาวของขยะที่ฝังอยู่อีกต่อไป นอกจากนี้ RT-1 ยังดำเนินการหน่วยแยกของเสียระดับสูงเพียงแห่งเดียวในโลกเพื่อแยกนิวไคลด์สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ไอโซโทป โครงการกำหนดเป้าหมายของรัฐบาลกลางเพื่อความปลอดภัยทางนิวเคลียร์จัดให้มีการดำเนินการตามมาตรการเพื่อให้มั่นใจ ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมการลดและหยุดการปล่อยกากกัมมันตภาพรังสีของเหลวอย่างค่อยเป็นค่อยไปโดย FSUE PA Mayak เหตุการณ์ดังกล่าวมีดังต่อไปนี้:
- การพัฒนาแนวทางการแก้ปัญหาเชิงกลยุทธ์ในการแก้ไขปัญหาอ่างเก็บน้ำเตชะ
- การอนุรักษ์อ่างเก็บน้ำ V-9 (Karachay) และ V-17 (บึงเก่า)
- การสร้างระบบบำบัดน้ำเสียทั่วไปโดยปล่อยน้ำบำบัดลงคลองฝั่งซ้าย
- การก่อสร้างโรงบำบัดน้ำเสียพิเศษ กากกัมมันตภาพรังสีระดับกลางและต่ำ
- การสร้างคอมเพล็กซ์สำหรับการประสานของเหลวและของเสียที่เป็นของเหลวที่ต่างกัน
- การสร้างศูนย์ประมวลผล SRW และการก่อสร้างสถานที่จัดเก็บใกล้พื้นผิวสำหรับ ILW และ LLW ที่เป็นของแข็ง
- การสร้างเตาหลอมแก้วใหม่และการขยายสถานที่จัดเก็บ HLW ที่เป็นแก้ว
- การสร้าง ระบบที่ทันสมัยการตรวจสอบทางรังสีวิทยา
งานปรับปรุงความทันสมัยกำลังดำเนินการที่ PA Mayak แผนการทางเทคโนโลยีการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วมาแปรรูปใหม่เพื่อลดปริมาณ ของเสียทางเทคโนโลยีตลอดจนรับประกันความเป็นไปได้ในการรับและแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วทุกประเภท รวมถึงเชื้อเพลิงที่ยังไม่ได้ผ่านกระบวนการแปรรูปในปัจจุบัน ในระยะกลาง ควรมีการประมวลผลซ้ำประเภทเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วที่ "มีปัญหา" มากที่สุด - AMB, EGP (หากมีการตัดสินใจที่เหมาะสม), DAV, ชุดประกอบ RBMK ที่ชำรุด ฯลฯ
การเตรียมการสำหรับการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วของ AMB มาแปรรูปใหม่
ปัญหาเร่งด่วนที่สุดประการหนึ่งในด้านความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และรังสีคือการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ AMB เครื่องปฏิกรณ์ AMB สองเครื่องที่ Beloyarsk NPP ถูกปิดตัวลงในปี 1989 เชื้อเพลิงใช้แล้วได้ถูกขนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ และปัจจุบันถูกเก็บไว้ในสระน้ำหล่อเย็นของ Beloyarsk NPP และโรงเก็บ "เปียก" ของ Mayak PA
คุณลักษณะเฉพาะของชุดประกอบเชื้อเพลิง AMB ที่ใช้แล้วคือการมีส่วนประกอบเชื้อเพลิงประมาณ 40 ชนิดและมีขนาดใหญ่ ขนาดโดยรวม(ความยาวของชุดประกอบที่ใช้คือประมาณ 13 ม.) ปัญหาหลักระหว่างการจัดเก็บที่ Beloyarsk NPP คือการกัดกร่อนของท่อปลอกคาสเซ็ตต์และการบุของสระเชื้อเพลิงใช้แล้ว
โครงการความปลอดภัยทางนิวเคลียร์เป้าหมายของรัฐบาลกลางจัดให้มีชุดงานสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงใช้แล้วของ AMB ซึ่งรวมถึงการปรับกระบวนการใหม่ที่ Mayak PA ปัจจุบันเทคโนโลยีสำหรับการปรับกระบวนการทางเคมีรังสีของเชื้อเพลิงใช้แล้วของ AMB และ กฎระเบียบทางเทคโนโลยี- ในปี 2554 ได้มีการดำเนินการนำร่องการนำเชื้อเพลิง AM ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงใช้แล้วแบบอะนาล็อกของ AMB มาใช้ โครงการสำหรับแผนกตัดและเจาะ (SPD) ได้รับการพัฒนาและมีการแข่งขันเพื่อทำงานด้านทุนในการสร้าง (การพัฒนาเอกสารการทำงาน งานก่อสร้าง และการผลิตอุปกรณ์ SPD) ในเวลาเดียวกัน ได้มีการดำเนินมาตรการที่ Beloyarsk NPP เพื่อจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วของ AMB อย่างปลอดภัย: การติดตั้งตลับเหล็กกล้าคาร์บอน K17u ในกล่องสเตนเลส การเตรียมการ วิธีการทางเทคนิคเพื่อค้นหาและกำจัดรอยรั่วในบ่อทำความเย็น การสร้างระบบระบายอากาศขึ้นใหม่ การเตรียมการปิดผนึกห้องที่อยู่ติดกับสระน้ำ ภายในปี 2558 มีการวางแผนที่จะเสร็จสิ้นการพัฒนาและทดสอบโซลูชันทางเทคโนโลยีสำหรับการตัดคาสเซ็ตด้วยชุดเชื้อเพลิงใช้แล้วใน ORP และการประมวลผลทางเคมีรังสีของเชื้อเพลิงใช้แล้ว การติดตั้งอุปกรณ์ การว่าจ้างงานและการว่าจ้างแผนกตัดและเจาะที่ PA Mayak
มีการวางแผนเริ่มการตัดและแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วของ AMB ในปี 2559 ภายในปี 2561 เชื้อเพลิงใช้แล้วที่เก็บไว้ในกลุ่มการจัดเก็บ Mayak PA ควรได้รับการประมวลผลใหม่ ในปี 2563 มีการวางแผนที่จะล้างกลุ่มเชื้อเพลิง Beloyarsk NPP ให้หมดและในปี 2566 การประมวลผลใหม่จะแล้วเสร็จ
ตัวเลือกสำหรับวิธีแก้ปัญหาขั้นสุดท้ายสำหรับปัญหา EGP SNF
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วประเภทเดียวที่ไม่มีการตัดสินใจในขณะนี้ในขั้นตอนสุดท้ายคือเชื้อเพลิงจากเครื่องปฏิกรณ์ EGP (Bilibino NPP) เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงใช้แล้วของ AMB มันก็ยาวเช่นกัน องค์ประกอบขององค์ประกอบเชื้อเพลิงนั้นใกล้เคียงกับองค์ประกอบของการดัดแปลงเชื้อเพลิง AMB อย่างใดอย่างหนึ่ง ดังนั้น ประเภทนี้ SNF สามารถประมวลผลซ้ำได้ที่ Mayak หลังจากเริ่มดำเนินการ ORP นั่นคือหลังปี 2559 อย่างไรก็ตามความห่างไกลขนาดใหญ่มากของ Bilibino NPP การขาดโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการสกัดและกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้วออกจากที่ตั้งสถานีและโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งที่เพียงพอในพื้นที่ของที่ตั้งจะเป็นตัวกำหนดต้นทุนที่สูงมากในการดำเนินโครงการนี้ ในเวลาเดียวกัน ชั้นดินเยือกแข็งถาวรในพื้นที่ซึ่ง Bilibino NPP ตั้งอยู่ ทำให้สามารถจัดจุดแยกขั้นสุดท้ายสำหรับกากกัมมันตภาพรังสีและเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วได้ เงื่อนไขที่ดี, เช่น:
- การใช้สิ่งกีดขวางทางอุณหฟิสิกส์ตามธรรมชาติ
- การไม่มีน้ำเปล่าในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาโดยรอบ ซึ่งป้องกันการอพยพของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีจากสถานที่จัดเก็บสู่สิ่งแวดล้อม
- ชะลอปฏิกิริยารีดอกซ์ในชั้นดินเยือกแข็งถาวร ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของสิ่งกีดขวางที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม
ภายในกรอบของโครงการความปลอดภัยนิวเคลียร์เป้าหมายของรัฐบาลกลาง ได้มีการพัฒนาตัวเลือกสำหรับการนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วออกจากไซต์ Bilibino NPP เพื่อนำไปแปรรูปใหม่:
- โดยถนนไปยังท่าเรือ Chersky จากนั้นทางทะเลไปยัง Murmansk จากนั้นโดยทางรถไฟไปยัง PA Mayak
- โดยถนนสู่สนามบิน Keperveem จากนั้นขึ้นเครื่องบินไปยังสนามบิน Yemelyanovo จากนั้นขึ้นรถไฟไปยัง Mayak PA
อีกทางเลือกหนึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างใกล้กับไซต์ Bilibino NPP ของโรงงานอุตสาหกรรมนำร่องสำหรับฉนวนใต้ดินของหลุมเจาะหรือประเภท adit (“ความปลอดภัยของเทคโนโลยีนิวเคลียร์และ สิ่งแวดล้อม", ฉบับที่ 2-2555, น. 133-139). EGP จะต้องตัดสินใจเลือกอย่างสมเหตุสมผลเพื่อสนับสนุนหนึ่งในตัวเลือกการจัดการ SNF ในช่วงปี 2012 คณะทำงานซึ่งรวมถึงตัวแทนของ Rosatom State Corporation, Chukotka Administration, องค์กรอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ - ผู้พัฒนาแผนการขนส่งและเทคโนโลยีสำหรับการจัดการ SNF ของ EGP และองค์กรผู้เชี่ยวชาญของ Rostechnadzor (STC NRS)
การจัดการกับบล็อก DAV ที่ได้รับการฉายรังสี
ปัจจุบัน กลุ่มเคมีเคมีและเหมืองแร่ของไซบีเรียได้สะสมบล็อก DAV-90 ที่ได้รับการฉายรังสีจำนวนมากซึ่งมียูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง พวกมันถูกเก็บไว้ในสระน้ำหล่อเย็นของโรงงานปฏิกรณ์มาตั้งแต่ปี 1989 การตรวจสอบสภาพเปลือกของบล็อก DAV-90 เป็นประจำทุกปีแสดงให้เห็นว่ามีข้อบกพร่องจากการกัดกร่อน
บริษัท Rosatom State Corporation ได้ตัดสินใจส่งออกหน่วย DAV-90 เพื่อนำไปแปรรูปที่ Mayak PA ชุดการขนส่งและบรรจุภัณฑ์ได้รับการพัฒนาและผลิตที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่ทันสมัยทั้งหมด งานอยู่ระหว่างการเตรียมและจัดเตรียม อุปกรณ์ที่จำเป็นหน่วยขนถ่ายที่ Siberian Chemical Combine, Mining Chemical Combine และ Mayak Production Association เพื่อทำชุดบล็อก DAV เพื่อการขนส่งเพื่อการแปรรูป ในปี 2555 ควรทำการทดสอบแผนการขนส่งและเทคโนโลยีเต็มรูปแบบสำหรับการกำจัด DAV-90 ไปยัง PA Mayak รวมถึงการทดสอบแบบ "ร้อน"
การกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้ว RBMK ออกจากไซต์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ปริมาณเชื้อเพลิงใช้แล้วสะสมที่ใหญ่ที่สุดคือเชื้อเพลิง RBMK-1000 ซึ่งจนถึงปี 2554 ไม่ได้ถูกกำจัดออกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หากต้องการลบปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้แล้ว RBMK-1000 หลักออกจากที่ตั้งสถานี ให้จัดเตรียมสิ่งต่อไปนี้:
- การสร้างคอมเพล็กซ์สำหรับการตัดชุดเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ Leningrad, Kursk และ Smolensk NPPs
- องค์กรที่ NPP ของพื้นที่กันชนสำหรับการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วแบบ "แห้ง" ในภาชนะอเนกประสงค์พร้อมการกำจัดไปยังเหมืองแร่และสารเคมีในภายหลัง
- การก่อสร้างสถานที่จัดเก็บ "แห้ง" ที่ศูนย์เคมีแก๊ส
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2555 เชื้อเพลิงใช้แล้วระดับแรกของ RBMK ได้ถูกถอดออกเพื่อการจัดเก็บแบบ "แห้ง"
ขณะนี้การดำเนินงานของคอมเพล็กซ์สำหรับการรื้อประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ Leningrad NPP กำลังดำเนินการตามปกติ
ศูนย์แยกส่วนเชื้อเพลิงใช้แล้วได้รับการออกแบบเพื่อรับส่วนประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้วจากสถานที่จัดเก็บในสถานที่ แยกส่วนประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้วออกเป็นแท่งเชื้อเพลิง (FB) สองมัด ติดตั้ง FB ลงในหลอดบรรจุ โหลดหลอดบรรจุลงในกล่องตัวเว้นวรรค MBC และ ใส่เคสลงในภาชนะ มั่นใจในความปลอดภัยในการปฏิบัติงานด้วยเทคโนโลยีการแยกส่วนประกอบเชื้อเพลิงแต่ละมัดก่อนบรรจุลงในภาชนะ หลอดบรรจุมีรูปทรงที่ปลอดภัยต่อนิวเคลียร์และเป็นเกราะป้องกันสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เพื่อป้องกันไม่ให้เชื้อเพลิงใช้แล้วหลุดออกไป ทั้งในระหว่างกระบวนการรื้อส่วนประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้วในห้องเพาะเลี้ยงและระหว่างการเก็บรักษาระยะยาว การออกแบบหลอดบรรจุรวมถึงรูปแบบการขนย้ายและจัดเก็บ PT ในแต่ละเปลือกช่วยให้มั่นใจได้ว่า:
- การป้องกันการรั่วไหลของ SNF ในระหว่างการขนส่งในห้องตัด SFA
- ลดความรุนแรงของผลที่ตามมาจากอุบัติเหตุล้มที่อาจเกิดขึ้นทั้งตัวหลอดเองและกรณีที่มีหลอดกับ PT ระหว่างทำงานในแผนกตัด
- ลดความรุนแรงของผลกระทบในกรณีที่คอนเทนเนอร์ตกในกรณีฉุกเฉินระหว่างการขนส่ง
เชื้อเพลิงใช้แล้ว RBMK ที่มีข้อบกพร่องซึ่งไม่สามารถเก็บไว้ในที่จัดเก็บ "แห้ง" ได้ จะได้รับการประมวลผลที่ Mayak PA ในปีต่อๆ ไป ในปี 2554 โครงการนำร่องได้ถูกนำมาใช้ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการส่งมอบและแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้ว RBMK โดยใช้เทคโนโลยีมาตรฐานเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ยูเรเนียมเชิงพาณิชย์ (“ความปลอดภัยของเทคโนโลยีนิวเคลียร์และสิ่งแวดล้อม” ฉบับที่ 2-2555 หน้า 142- 145)
การจัดเก็บ SNF ที่โรงงานเหมืองแร่และเคมี
สถานที่จัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วแบบ "แห้ง" แบบรวมศูนย์ที่ถูกสร้างขึ้นที่ MCC นั้นเป็นโครงสร้างแบบห้องเพาะเลี้ยง
โซลูชันการออกแบบสำหรับการจัดเก็บในห้องประกอบด้วยอุปสรรคทางกายภาพที่มีการควบคุมสองประการ:
- กระป๋องปิดผนึก (เชื่อม) (สูง 4 ม. สำหรับเชื้อเพลิง 30 PT RBMK-1000 และสูง 5 ม. สำหรับชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว VVER-1000 สามชุด)
- หน่วยจัดเก็บ (ท่อ) ปิดผนึกด้วยการเชื่อม
การระบายความร้อนของหน่วยกักเก็บมั่นใจได้ด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติ: เครื่องปฏิกรณ์ RBMK-1000 SNF – พร้อมการจ่ายอากาศตามขวาง, การใช้เชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ VVER-1000 – พร้อมการจ่ายอากาศตามยาว
ในปี 2554 ได้มีการเปิดดำเนินการศูนย์เปิดตัวสำหรับจัดเก็บชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว RBMK-1000 ที่มีความจุ 9,200 ตันของ UO 2 ในปี 2558 จะมีการเปิดตัวโมดูลจัดเก็บแบบแห้งอีกชุดสำหรับชุดเชื้อเพลิงใช้แล้ว RBMK-1000 ที่มีความจุ 15,870 ตันของ UO 2 รวมถึงสถานที่จัดเก็บแบบ "แห้ง" สำหรับชุดประกอบเชื้อเพลิงใช้แล้ว VVER-1000 ที่มีความจุ 8,600 ตัน ยูโอ 2 .
ปัจจุบัน เชื้อเพลิงใช้แล้วจากเครื่องปฏิกรณ์ VVER-1000 หลังจากมีอายุสามปีในแหล่งรวมเครื่องปฏิกรณ์ใกล้ตัว จะถูกนำไปวางไว้ในโรงเก็บแบบ "เปียก" แบบรวมศูนย์ของ MCC ซึ่งเพิ่มกำลังการผลิตเป็น 8,600 ตัน ความจุในการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว VVER-1000 มีการวางแผนที่จะสร้างสถานที่จัดเก็บตู้คอนเทนเนอร์
ที่ Mining and Chemical Combine นอกเหนือจากโรงเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วแบบรวมศูนย์แล้ว ยังมีการสร้างโรงงานผลิตเชื้อเพลิง MOX สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว BN-800 มีการวางแผนที่จะสร้างห้องปฏิบัติการใต้ดินเพื่อการวิจัยในสาขาการแยกทางธรณีวิทยาของกากกัมมันตภาพรังสีระดับสูงและอายุยืนรวมถึงศูนย์สาธิตการทดลองเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมสำหรับการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว (ในอนาคต - ขนาดใหญ่ โรงงานแปรรูปเคมีกัมมันตภาพรังสี)
ศูนย์ทดลองและสาธิต
ศูนย์สาธิตการทดลอง (ODC) ที่กำลังสร้างอยู่ในปัจจุบันมีจุดประสงค์เพื่อการทดสอบ ระดับอุตสาหกรรมแนวทางใหม่ในการแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วใหม่โดยลดการก่อตัวของกากกัมมันตภาพรังสีเหลวให้เหลือน้อยที่สุด การแยก 3H และ 129I อย่างมีประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานหลักเพื่อแยกนิวไคลด์เหล่านี้ออกจากกระแสการปล่อย ทำให้ได้รับข้อมูลเริ่มต้นที่เชื่อถือได้สำหรับการออกแบบขนาดใหญ่ การประมวลผลที่ซับซ้อน- ความเป็นไปได้ของการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วในโหมด "คำสั่งซื้อของลูกค้า" จะได้รับการศึกษา กล่าวคือ ด้วยระบบการตั้งชื่อและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ฟื้นฟูที่ลูกค้าระบุ
ในกระบวนการพัฒนา ODC ฐานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่กำลังถูกสร้างขึ้นใหม่เพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมเคมีรังสีและเพิ่มระดับความสามารถขององค์กรการออกแบบและวิศวกรรม ที่ ODC ที่สร้างขึ้นใหม่ เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมจะได้รับการพัฒนา โดยอาศัยวิธีการประมวลผลที่เป็นน้ำเป็นหลัก (กระบวนการ PUREX ที่เรียบง่าย การประมวลผลโดยใช้การทำให้บริสุทธิ์ด้วยการตกผลึกของยูเรเนียม การแยกส่วนการสกัดของเสียระดับสูง กระบวนการที่เป็นน้ำอื่นๆ) ตลอดจนการประมวลผลที่ไม่ใช่น้ำ วิธีการ - การสกัดของเหลว รูปแบบเทคโนโลยีของสายเทคโนโลยีหลักของ ODC จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงวงจรเทคโนโลยีแบบปิดและการลดปริมาณกากกัมมันตภาพรังสีเพื่อการกำจัด ODC ที่พัฒนาขึ้นนั้นเป็นแบบมัลติฟังก์ชั่นและประกอบด้วย: "พื้นฐาน" สายเทคโนโลยีมั่นใจในการพัฒนาเทคโนโลยี เต็มรอบการประมวลผล SNF ใหม่ด้วยกำลังการผลิต SNF 100 ตันต่อปี ห้องวิจัยสำหรับทดสอบการปฏิบัติงานส่วนบุคคลของเทคโนโลยีการประมวลผล SNF ใหม่ โดยมีกำลังการผลิต SNF 2 ตันถึง 5 ตันต่อปี การวิเคราะห์เชิงซ้อน หน่วยประมวลผลของเสียที่ไม่ใช่เทคโนโลยี การจัดเก็บผลิตภัณฑ์ยู-ปู-เอ็นพี สถานที่จัดเก็บ HLW; สถานจัดเก็บอบต.
จากอุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐานประมาณ 1,000 เครื่องที่พัฒนาขึ้นสำหรับ ODC ประมาณหนึ่งในสี่เป็นอุปกรณ์ใหม่ทั้งหมดที่ไม่มีระบบอะนาล็อก สำหรับอุปกรณ์ประเภทใหม่ กำลังดำเนินการทดสอบกับแบบจำลองขนาดเต็มบนแท่น "เย็น" ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ ปัจจุบันโครงการ ODC ได้รับการพัฒนาแล้ว กำลังพัฒนาเอกสารการทำงาน เตรียมสถานที่ก่อสร้าง กำลังจัดการแข่งขัน กำลังดำเนินการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน และซื้ออุปกรณ์มาตรฐาน ภายในปี 2558 มีการวางแผนที่จะสร้างศูนย์เริ่มต้นสำหรับ ODC ด้วยการก่อสร้างอาคารทั้งหมดและการสื่อสารใน อย่างเต็มที่และอุปกรณ์ห้องวิจัยเพื่อเริ่มทดสอบเทคโนโลยีในปี 2559
แนวโน้มสำหรับการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วกลับมาแปรรูปที่โรงงานเหมืองแร่และเคมี
ด้วยเทคโนโลยีนวัตกรรมที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมต่อสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจที่ได้รับการคัดเลือกและทดสอบในระดับอุตสาหกรรม มีการวางแผนที่จะสร้างโรงงานแปรรูปเคมีกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่ภายในปี 2568 องค์กรนี้ร่วมกับการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็วและสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการแยกขั้นสุดท้ายของเสียจากกระบวนการรีไซเคิลเชื้อเพลิงใช้แล้ว จะให้โอกาสในการแก้ปัญหาทั้งเชื้อเพลิงสะสมและเชื้อเพลิงใช้แล้วที่จะถูกขนออกจากพลังงานนิวเคลียร์ที่มีอยู่และที่วางแผนไว้ พืช.
มีการวางแผนที่จะแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วจาก VVER-1000 และ ส่วนใหญ่ RBMK-1000 ใช้ส่วนประกอบเชื้อเพลิงแล้ว ผลิตภัณฑ์ฟื้นฟูจะใช้ในวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ยูเรเนียม - ในการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อน พลูโทเนียม (ร่วมกับเนปทูเนียม) - สำหรับเครื่องปฏิกรณ์เร็ว ในเวลาเดียวกัน อัตราการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วของ RBMK มาแปรรูปใหม่จะขึ้นอยู่กับความต้องการผลิตภัณฑ์ฟื้นฟู (ทั้งยูเรเนียมและพลูโตเนียม) ในวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
แนวทางที่อธิบายไว้ข้างต้นเป็นพื้นฐานของ "โครงการสำหรับการสร้างโครงสร้างพื้นฐานและการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วสำหรับปี 2555-2563 และสำหรับช่วงระยะเวลาจนถึงปี 2573" ซึ่งได้รับการอนุมัติในเดือนพฤศจิกายน 2554 ("ความปลอดภัยของเทคโนโลยีนิวเคลียร์และสิ่งแวดล้อม" ฉบับที่ 2) 2-2555 น.40-55)
ผู้เขียน
นโยบายของ State Corporation "Rosatom" ในด้านการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว ซึ่งกำหนดไว้ในแนวคิดอุตสาหกรรมสำหรับการจัดการ SNF (2008) มีพื้นฐานมาจาก หลักการพื้นฐาน– ความจำเป็นในการแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วใหม่เพื่อให้แน่ใจว่าการจัดการผลิตภัณฑ์จากฟิชชันเป็นที่ยอมรับทางสิ่งแวดล้อมและการคืนผลิตภัณฑ์ที่สร้างใหม่กลับสู่วงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ วัสดุนิวเคลียร์- ลำดับความสำคัญสูงสุดในการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วคือการรับประกันความปลอดภัยของนิวเคลียร์และรังสี การป้องกันทางกายภาพ และความปลอดภัยของวัสดุนิวเคลียร์ในทุกขั้นตอนของการจัดการเชื้อเพลิง และไม่สร้างภาระมากเกินไปให้กับคนรุ่นอนาคต ทิศทางยุทธศาสตร์ในพื้นที่นี้คือ:
- การสร้างระบบที่เชื่อถือได้สำหรับการควบคุมการจัดเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว
- การพัฒนาเทคโนโลยีการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่
- การมีส่วนร่วมอย่างสมดุลของผลิตภัณฑ์ฟื้นฟูในวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
- การแยกขั้นสุดท้าย (การกำจัด) ของเสียกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นระหว่างการแปรรูป
ในขั้นต้น เชื้อเพลิงใช้แล้วได้รับการประมวลผลใหม่โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสกัดพลูโตเนียมเพื่อผลิตอาวุธนิวเคลียร์เท่านั้น ปัจจุบันการผลิตพลูโทเนียมเกรดอาวุธได้หยุดลงแล้ว ต่อมามีความจำเป็นที่จะต้องนำเชื้อเพลิงกลับมาใช้ใหม่จากเครื่องปฏิกรณ์พลังงาน เป้าหมายประการหนึ่งของการนำเชื้อเพลิงกลับมาแปรรูปจากเครื่องปฏิกรณ์กำลังคือการนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์กำลัง ซึ่งรวมถึงเป็นส่วนหนึ่งของเชื้อเพลิง MOX หรือสำหรับการดำเนินการตามวัฏจักรเชื้อเพลิงแบบปิด (CFC) ภายในปี 2568 มีการวางแผนที่จะสร้างโรงงานแปรรูปเคมีกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่ซึ่งจะให้โอกาสในการแก้ไขปัญหาทั้งเชื้อเพลิงสะสมและเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ไม่ได้บรรจุจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีอยู่และที่วางแผนไว้ การรวมเหมืองแร่และเคมี Zheleznogorsk คาดว่าจะดำเนินการซ้ำทั้งในศูนย์สาธิตการทดลอง (ODC) และในการผลิตเชื้อเพลิงใช้แล้วขนาดใหญ่จากเครื่องปฏิกรณ์พลังน้ำแรงดัน VVER-1000 และของเสียส่วนใหญ่จากเครื่องปฏิกรณ์แบบ Channel-type RBMK-1000 ผลิตภัณฑ์ฟื้นฟูจะใช้ในวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ยูเรเนียม - ในการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อน พลูโทเนียม (ร่วมกับเนปทูเนียม) - สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว ซึ่งมีคุณสมบัตินิวทรอนิกส์ที่ให้ความเป็นไปได้ในการปิดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อย่างมีประสิทธิภาพ วงจร ในเวลาเดียวกัน อัตราการนำเชื้อเพลิงใช้แล้วของ RBMK มาแปรรูปใหม่จะขึ้นอยู่กับความต้องการผลิตภัณฑ์ฟื้นฟู (ทั้งยูเรเนียมและพลูโตเนียม) ในวงจรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ แนวทางที่คล้ายกันเป็นพื้นฐานของ "โครงการสำหรับการสร้างโครงสร้างพื้นฐานและการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วสำหรับปี 2554-2563 และสำหรับระยะเวลาจนถึงปี 2573" ซึ่งได้รับการอนุมัติในเดือนพฤศจิกายน 2554
ในรัสเซีย สมาคมการผลิตมายัค ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2491 ถือเป็นองค์กรแรกที่สามารถแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วได้ โรงงานเคมีกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่อื่นๆ ในรัสเซีย ได้แก่ Siberian Chemical Combine และ Zheleznogorsk Mining and Chemical Combine โรงงานผลิตเคมีกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่ดำเนินการในอังกฤษ (โรงงาน Sellafield) ในฝรั่งเศส (โรงงาน Cogema (ภาษาอังกฤษ)ภาษารัสเซีย- มีการวางแผนการผลิตในญี่ปุ่น (Rokkasho, 2010), จีน (หลานโจว, 2020), Krasnoyarsk-26 (RT-2, 2020) สหรัฐฯ ละทิ้งกระบวนการนำเชื้อเพลิงซ้ำจำนวนมากที่ขนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ และจัดเก็บไว้ในสถานที่จัดเก็บพิเศษ
เทคโนโลยี
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ส่วนใหญ่มักเป็นภาชนะปิดผนึกที่ทำจากโลหะผสมเซอร์โคเนียมหรือเหล็กกล้า ซึ่งมักเรียกกันว่าองค์ประกอบเชื้อเพลิง (องค์ประกอบเชื้อเพลิง) ยูเรเนียมที่อยู่ในนั้นอยู่ในรูปของเม็ดออกไซด์ขนาดเล็กหรือสารประกอบยูเรเนียมทนความร้อนอื่นๆ (ซึ่งน้อยกว่าปกติมาก) เช่น ยูเรเนียมไนไตรด์ การสลายตัวของยูเรเนียมทำให้เกิดไอโซโทปอื่นๆ ที่ไม่เสถียรจำนวนมาก องค์ประกอบทางเคมีรวมถึงก๊าซด้วย ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจะควบคุมความแน่นของแท่งเชื้อเพลิงตลอดอายุการใช้งาน และผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวเหล่านี้จะยังคงอยู่ในแท่งเชื้อเพลิง นอกจากผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวแล้ว ยังมียูเรเนียม-238 จำนวนมาก ยูเรเนียม-235 ที่ยังไม่เผาไหม้จำนวนเล็กน้อย และพลูโตเนียมที่ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์ยังคงอยู่
เป้าหมายของการประมวลผลซ้ำคือเพื่อลดอันตรายจากรังสีของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วให้เหลือน้อยที่สุด กำจัดส่วนประกอบที่ไม่ได้ใช้อย่างปลอดภัย และแยกออกจากกัน สารที่มีประโยชน์และรับรองว่าจะใช้ต่อไป ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้วิธีการแยกสารเคมีบ่อยที่สุด ที่สุด วิธีการง่ายๆกำลังประมวลผลในโซลูชัน อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ให้ไว้ จำนวนมากที่สุดกากกัมมันตภาพรังสีเหลว ดังนั้น วิธีการดังกล่าวจึงได้รับความนิยมเฉพาะในช่วงรุ่งสางของยุคนิวเคลียร์เท่านั้น ปัจจุบันมีการแสวงหาวิธีการต่างๆ เพื่อลดปริมาณขยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งขยะมูลฝอย กำจัดได้ง่ายกว่าด้วยการทำให้เป็นแก้ว
แผนงานทางเทคโนโลยีสมัยใหม่ทั้งหมดสำหรับการนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วมาแปรรูปใหม่ (SNF) ขึ้นอยู่กับกระบวนการสกัด ซึ่งส่วนใหญ่มักเรียกว่ากระบวนการ Purex (จากภาษาอังกฤษ Pu U Recovery EXtraction) ซึ่งประกอบด้วยการสกัดพลูโทเนียมซ้ำจากสารสกัดร่วมแบบลดปริมาณลง ด้วยผลิตภัณฑ์ยูเรเนียมและฟิชชัน รูปแบบการประมวลผลเฉพาะจะแตกต่างกันไปในชุดรีเอเจนต์ที่ใช้ ลำดับของขั้นตอนทางเทคโนโลยีแต่ละอย่าง และการออกแบบฮาร์ดแวร์
พลูโตเนียมที่แยกได้ในระหว่างการแปรรูปใหม่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้เมื่อผสมกับยูเรเนียมออกไซด์ สำหรับเชื้อเพลิง หลังจากการสู้รบเป็นเวลานานพอสมควร พลูโตเนียมเกือบสองในสามคือไอโซโทป Pu-239 และ Pu-241 และประมาณหนึ่งในสามคือ Pu-240 ซึ่งทำให้ไม่สามารถนำมาใช้สร้างอาวุธนิวเคลียร์ที่เชื่อถือได้และคาดเดาได้ ( ไอโซโทป 240 ถือเป็นมลพิษ)
หมายเหตุ
- อันตรายที่ปลอดภัย (รัสเซีย). ทั่วโลก- vokrugsveta.ru (2546, กรกฎาคม) สืบค้นเมื่อวันที่ 4 ธันวาคม 2013.
- เอ.วี. บาลิขิน.เกี่ยวกับสถานะและโอกาสในการพัฒนาวิธีการรีไซเคิลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว (รัสเซีย) // การใช้วัตถุดิบแร่แบบบูรณาการ - 2561. - อันดับ 1. - หน้า 71-87. - ISSN 2224-5243.
- อินโฟกราฟิก (แฟลช) จาก Guardian
- แปรรูปโรงงานทั่วโลก // สมาคมนิวเคลียร์แห่งยุโรป
- การแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว // สมาคมนิวเคลียร์โลก, 2556: "ความสามารถในการแปรรูปเชิงพาณิชย์ของโลก"
- สถานะและแนวโน้มในการแปรรูปเชื้อเพลิงใช้แล้วซ้ำ // IAEA -TECDOC-1467, กันยายน 2548 หน้า 52 ตารางที่ 1 ความสามารถในการแปรรูปเชื้อเพลิงใหม่ในอดีต ปัจจุบัน และที่วางแผนไว้ในโลก
- สหรัฐอเมริกาต้องการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว “ผู้เชี่ยวชาญ” หมายเลข 11 (505) (20 มีนาคม 2549) สืบค้นเมื่อ 4 ธันวาคม 2556 “ .. ต่างจากฝรั่งเศส รัสเซีย และเยอรมนี .. สหรัฐอเมริกา .. เลือกที่จะฝังไว้ใกล้กับศูนย์เกมในลาสเวกัสในเนวาดา ซึ่งมีเชื้อเพลิงฉายรังสีสะสมมากกว่า 10,000 ตันจนถึงปัจจุบัน "
- พลูโตเนียม "เผาไหม้" ใน LWR(ภาษาอังกฤษ) (ลิงก์ไม่พร้อมใช้งาน)- - “พลูโทเนียมที่ผ่านการแปรรูปในปัจจุบัน (การเผาไหม้เชื้อเพลิง 35-40 MWd/kg HM) มีปริมาณฟิสไซล์ประมาณ 65% ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่เป็น Pu-240” สืบค้นเมื่อ 5 ธันวาคม 2013 สืบค้นเมื่อ 13 มกราคม 2012
- ประสิทธิภาพของเชื้อเพลิง MOX จากโปรแกรมการไม่แพร่ขยาย - การประชุมประสิทธิภาพเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์น้ำประจำปี 2554 เมืองเฉิงตู ประเทศจีน กันยายน 11-14 พ.ศ. 2554