Экспорт быстрых реакторов, что хотим получить в итоге Опции

[KTN]

Совместно с какими странами нам нужно создавать прототип серийных коммерческих реакторов на быстрых нейтронах и технологию замкнутого уран-плутониевого топливного цикла?

1. США
2. Франция
3. Индия
4. Япония
5. Южная Корея
6. Бразилия
7. Китай

У нас в институте сошлись на мнении, что Южная Корея самый лучший вариант.

Интересно узнать точку зрения и аргументацию участников форума.

[Smith]

По ЗЯТЦ, возможно, мы по-разному понимаем первичные определения. Таким образом, необходима аксиоматика и определения. Если это разработка проекта блока на быстрых нейтронах, это одно, если это рециклинг ОЯТа, это другое.

но ведь проект РБН должен разрабатываться под определенный тип (типы) топлива, а это тянет за собой варианты обращения с ОЯТ (методы переработки), полученным на выходе с блока.
и даже если мы принимаем вариант, при котором первые 20-30 лет мы ОЯТ РБН не перерабатываем, а лишь храним, то нам, как ни крути, нужны отлаженные технологии переработки ОЯТ РТН и фабрикации на его основе уран-плутониевого топлива.
иначе (в отрыве от топливообеспечения) мы получаем БН-600, работающий на уране среднего обогащения, что напрочь убивает всю экономику и смысл существования РБН. хорошо, что технология натриевого теплоносителя у нас при этом отработана практически полностью, но это лишь маленький шажок (хотя, безусловно, очень важный!!) в направлении ЗЯТЦ.

[KTN]

проект РБН должен разрабатываться под определенный тип (типы) топлива, а это тянет за собой варианты обращения с ОЯТ (методы переработки), полученным на выходе с блока.

Полностью согласен с Вами, и этот фактор не учитывается некоторыми. Действительно ведь, если предполагается, например, использовать металлическое топливо для повышения КВ, то конструкция реактора должна обеспечивать непрерывную перегрузку топлива аналогично строящемуся реактору "ПИК".
В свою очередь, металлическое топливо выгоднее перерабатывать по пирометаллургическим методам, которые непригодны для высокотемпературных оксидов и карбидов.

Поэтому международное сотрудничество по быстрым реакторам нужно рассматривать в комплексе, имея в виду связку реакторов и радиохимического завода, делающего топливный цикл замкнутым по урану-238 с максимальным превышением коэффициента воспроизводства над единицей. Без этого даже в сверхдержавах запуск более трёх-четырех блоков невозможен, не говоря уже про экономическую рентабельность.

даже если мы принимаем вариант, при котором первые 20-30 лет мы ОЯТ РБН не перерабатываем, а лишь храним, то нам, как ни крути, нужны отлаженные технологии переработки ОЯТ РТН и фабрикации на его основе уран-плутониевого топлива.

Вероятнее всего, первый этап ЗЯТЦ начнётся именно с варианта длительной выдержки ОЯТ как самого простого решения. Однако чем дольше цикл выдержки, переработки и рефабрикации ОЯТ, тем больше плутония требуется на МВт мощности реактора. В этом варианте, на момент принятия решения о строительстве БН требуется иметь плутоний (или уран-235 в месторождениях) на весь цикл работы реактора. Топливная кампания БН-600 около 1,5 лет; храним топливо 25 лет; первые 16 загрузок идут из стратегического запаса. Для БН-800 нужны 2 тонны плутония на загрузку, получаются как раз те самые 34 тонны Pu239 выделенные из оружейного оборота по договору с США.
Используя даже весь стратегический запас плутония, в варианте длительного хранения ОЯТ можно заменить БНами единицы процентов от 200 ГВт(эл.) мощности обычных электростанций нашей страны.

Кроме того, при длительной выдержке плутоний-241, которого в равновесном изотопном составе ОЯТ БН на уровне 15%, в основном бетараспадётся в пороговый чётный америций-241. В итоге КВ всего цикла окажется на 0,2 ниже КВ реактора.
Собственно, связь между реактором БН и радиохимическим заводом возникает именно из необходимости постепенного перевода всей электрогенерации заинтересованной страны на быстрые реакторы. Даже в лучшем случае, имея ввиду необходимость накапливать плутоний, на это может потребоваться 50 - 80 лет, поэтому начинать нужно сейчас.

Учитывая всё это в контексте международного сотрудничества по БН, к двум критериям названным в первых письмах дискуссии /экономическая выгода и возможность привлекать иностранные комлектующие предприятий мировых лидеров/ надо добавить как минимум третий:
страна, совместно с которой мы создаём реакторы и радиохимический завод, не должна вызывать различных сомнений.
С такой страной не должно быть территориальных споров, жесткой экономической конкуренции и назревающего, отложенного на следующее поколение геополитического соперничества.

[VBVB]

В свою очередь, металлическое топливо выгоднее перерабатывать по пирометаллургическим методам, которые непригодны для высокотемпературных оксидов и карбидов.

Оксидное горячее ОЯТ вполне успешно может быть переработана расплавными методами при использовании подхода анодного растворения в расплавах на основе LiCl-Li2O.
Насчет карбидов ситуация с примененией пирохимии более сложная, но в принципе решаемая.
Опять таки можно продолжить работы с плазменной переработкой ОЯТ. Низкотемпературой водород-содержащей плазмой "активируем" карбиды, в потом диспергируем и переводим в плазму ОЯТ с помощью мощных плазмотронов. Далее использование ион-циклотронного резонанса и разделение ионов делящихся материалов и осколков деления.
При сильном желании демонстрационные прототипы установок уже сейчас можно попытаться создать. Были бы финансы и желание...

Сообщение отредактировал VBVB - 17.10.2012, 21:50