Gffgh

  • 17 окт. 2012 г.
  • 1815 Слова
Технология переработки ОЯТ
Лекция № 1
ОЯТ содержит горючее, которое может быть использовано повторно. 90% ОЯТ – это U-238, остатки U-235 и наработанный Pu-239.
В реакторе возможно осуществление цикла с тремя типами делящегося материала:
1. Урановый ЯТЦ: делящимся материалом является U-235
238U(n,γ ) 239U→ 239Np →239Pu.
1.1 Ядерное топливо может быть природного обогащения по U-235(реакторыКАНДУ в Канаде), но при этом имеются следующие особенности:
а) громоздкость реактора;
б) нет смысла перерабатывать ОЯТ.
1.2 Реакторы на тепловых нейтронах (обогащение по U-235 составляет 3,5-5%).
1.3 Реакторы на быстрых нейтронах (обогащение по U-235 составляет 14-35%).

2. МОХ – топливо – изначально смешаны U-235 и Pu-239. При сгорании нарабатывается плутоний и его вклад составляет до50%.
3. Уран-ториевый цикл. Делящимся материалом является U-235 (или U-233) и Th-232:
232Th (n,γ) → 233Th → 233Pa → 233U
Основное преимущество уран-ториевого цикла – запасов тория больше, чем запасов урана. Разработки данного метода велись в Индии.

Классификация реакторов
1) по нейтронам (быстрые, тепловые);
2) по замедлителю (Назначение замедлителя - замедление быстрых нейтронов изU-233, перевод их в тепловые). Используют графит и воду;
3) по охлаждающему агенту (Назначение охлаждающего агента – съем тепла). Используют воду, инертные газы, жидкие металлы (натрий).

Виды реакторов:
легководные (LWR);
водоводянные под давлением (ВВЭР, PWR);
водоводянные кипящего типа(BWR);
тяжеловодные (HWR);
смешанного типа: охлаждающий агент – вода (не под избыточным давлением, т. е.кипит при 100оС), замедлитель – графит. (РБМК);
газоохлаждаемый(GGR, AGR) – энергетических реакторов мало;
на быстрых нейтронах (БН – 350, -600, -800, FBR,Суперфеникс, БОР - 60).

Химическая форма топлива:
оксидное (для энергетических реакторов);
металлическое;
сплавы;
карбидное – используется редко;
гидридное – используется редко.

Характеристика топлива для различных видов реакторов.|Характеристика топлива |Легководные |РБМК |БН |
| |ВВЭР, PWR |BWR | | |
|Вид топлива |UO2 |UO2 |U илиUO2|UO2; (U+Pu)O2 |
|Исх. обогащение по 235U, % |1,5 – 4,5 |2 - 3 |1,6 – 2,9 |20 – 30 |
|Конечное обогащение, % |0,7 – 0,9 |0,9 |0,3 – 0,4 | |
|Глубина выгорания, ГВт*сут/т |12 - 33 |До 30|18 - 30 |100 |
|(U) | | | | |

Глубина выгорания – это процент выгоревшего топлива * отношение масс, или это количество энергии, вырабатываемое единицей массы ядерного топлива.
Нейтронные яды (вещества сбольшим сечением захвата нейтронов) снижают реактивность реактора. Это является лимитирующим фактором. Также топливо подвергается тепловым воздействиям, возможна разгерметизация твэлов. С учетом этих факторов устанавливается срок кампании.

ТВЭЛы.
Основным элементом активной зоны реактора является ТВЭЛ, в котором размещается топливо, происходит выделение тепловой энергии и передача ее теплоносителю. ТВЭЛработает в жестких условиях (температурное воздействие, излучение, коррозия), поэтому к ТВЭЛу предъявляют следующие требования:
механическая прочность;
сохранение формы и герметичности.
Существуют различные формы ТВЭЛов. Стержневой ТВЭЛ состоит из сердечника (ядерное топливо), оболочки и концевых деталей (для закрепления ТВЭЛа в ТВС).

Параметры ТВЭЛа для ВВЭР-1000:
диаметр...
tracking img