ОЯТ РБМК и БН, Вынос из БН-800 Опции

[ran]

Вот хвосты, собственно. "В удобном для инспектирования вертикальном положении".



Конечно, всё это надёжно, безопасно и т.д. Но...

Вот у меня возникает вопрос, а почему бы не перевести все это хозяйство в твердое состояние(я так понимаю, что все эти цистерны содержат газообразный уран 238) ? Уран 235й переводят же в твердое состояние...

П.С. Сразу извиняюсь за оффтоп...

[AtomInfo.Ru]

Вот у меня возникает вопрос,

А выше по ветке есть ответ. Деконверсией занимаются уже.

[ran]

А выше по ветке есть ответ. Деконверсией занимаются уже.

спасибо.

[Дед Мороз]

Про монацит молчали, потому что никто не знал (я сам из тех мест). Вот в 80-е, когда студенты на колхозе сильно потравились - началось нехилое бурление говн.

Сообщение отредактировал Дед Мороз - 11.9.2016, 11:38

[VBVB]

Вот хвосты, собственно. "В удобном для инспектирования вертикальном положении".

Конечно, всё это надёжно, безопасно и т.д. Но...

А реально что с этим всем богатством будет, если, скажем случайно, прилетит очередной метеорит и жахнет над площадкой с этими бочками?

Насколько эти бочки c ОГФУ устойчивы к внешней ударной волне?

Сообщение отредактировал VBVB - 11.9.2016, 14:54

[VBVB]

Вот у меня возникает вопрос, а почему бы не перевести все это хозяйство в твердое состояние(я так понимаю, что все эти цистерны содержат газообразный уран 238) ?

Большую часть ОГФУ собирались/собираются докручивать на центрифугах нового поколения для обогащения.
Ресурс урана-235 как никак.
Поэтому и хранят наши этот ОГФУ в виде нужного для центрифуг гексафторида урана.

Сообщение отредактировал VBVB - 11.9.2016, 14:54

[Ultranauth]

Всё-таки думаю, что при наших объёмах хвостов от обогащения до РБМК-овского ОЯТ дело дойдёт о-о-очень нескоро.

Из хвостов доизвлекают уран уже 25 лет почти - и сколько бы их там не было (оценки сходятся на цифре 600-700 тысяч тонн ОГФУ в пересчете на уран), конец может быть и внезапно близким.

[AtomInfo.Ru]

Из хвостов доизвлекают уран уже 25 лет почти

Уран-235. Дообогащение хвостов.

А уран-238 остаётся. А он-то и нужен для экранов.

[Татарин]

Уран-235. Дообогащение хвостов.

А уран-238 остаётся. А он-то и нужен для экранов.

Тут БОЛЬШОЙ вопрос, нужен ли он.
Энергоёмкость урана, как известно, ~80ТДж(т)/кг или ~2.2ГВт*ч/кг. На один 1ГВт(э) блок нам нужно примерно полтора кило в час или примерно 9 тонн в год.
Всего в обозримой перспективе у России ожидается не более, чем первые сотни (100-200-300) ГВт атома с (перспективным же!) потреблением порядка первых тысяч тонн*год. Если ВЕСЬ этот атом - реакторы-размножители, активно потребляющие именно обеднённый уран без привнесения в систему свежего 235 снаружи (вместе с "нагрузкой" 238-го, в сто раз большем количестве).

То есть, исходя из гипероптимистичных предположений, что завтра мы прекращаем добычу природного урана, всё переводим на МОКС и начинаем строить 2ГВт быстрых реакторов в год, к концу века мы выйдем на потребление тысячи тонн чётного урана в год.

Его у нас 600-700 тысяч.
И мы несколько тысяч-десятков тысяч тонн природного урана в год добываем и будем добывать на обозримую перспективу. Даже если мы возьмёмся снабжать МОКСом/СНУПом ВСЕ реакторы мира (сейчас порядка 1ТВт(т)), то стабильно добываемого урана ТОЛЬКО на территории России будет достаточно.

Из любых реалистичных предположений кажется совершенно очевидным, что этот обеднённый уран ядерной энергетике в таком количестве не нужен. И не будет востребован ни на какой обозримой перспективе. Поэтому, если мы выжали оттуда самое вкусное, то его нужно переводить в форму наиболее удобную для хранения. Складируется он либо очень, очень надолго, либо навсегда.

Если, конечно, он не потребуется промышленности для каких-нить хайтек-грузил, снарядов или там лазерных стёкол, причём вот в таком, килотонном масштабе. Но и тогда непонятно, нафига он нужен как гексафторид.

[VBVB]

Но и тогда непонятно, нафига он нужен как гексафторид.

Каждое последующее поколение отечественных центрифуг позволяет поднять ценность имеющихся запасов ОГФУ.

Например, центрифуги пятого поколения грубо говоря давали хвосты с содержанием урана-235 около 0.25-0.3%, поскольку на этих аппаратах обогащение природного урана с содержанием остаточного урана-235 в хвостах ниже 0.25% экономически не выгодно.
Имеющиеся сейчас в РФ центрифуги десятого поколения могут давать экономически оправданно хвосты с содержанием урана около 0.12%. Т.е. хранимый ОГФУ - очевидное сырье для новых центрифуг, причем максимально готовое к обогащению.

Для лазерного обогащения ОГФУ указывалось, что вполне экономически оправданное содержание урана-235 в в хвостах можно опустить до 0.07%.

Другое дело, что уже повторно прокрученный ОГФУ обладает низкой ценностью как источник урана-235, но имеет приличную ценность как химических источник фтора и сырье для продуктов фторирования органики, а также некую ценность как источник высокочистого урана-238 для бланкетов БНов. Обедненный уран в бланкетах БН дает низкофоновый плутоний заметно более лучшего качества, чем природный уран. В этом случае с урана обедненного сильно меньше выход доли пакостного плутония-238 по сравнению с плутонием с чистого природного урана.

[AtomInfo.Ru]

Например, центрифуги пятого поколения грубо говоря давали хвосты с содержанием урана-235 около 0.25-0.3%,

0,4 даже бывало.

На 350-ом в какой-то момент стали активно интересоваться, что за хвосты используют для их бланкетов (как ни удивительно это прозвучит, но сначала это никого особенно не волновало). Ну и выяснили, что у них сборная солянка от 0,2 до 0.4.

[alex_bykov]

Тут БОЛЬШОЙ вопрос, нужен ли он.

Там другие соображения могут роль играть, например, ОЯТ надо выдерживать перед переработкой - это увеличивает оценку кратно. Да и с "холодным" чётным ураном работать удобнее, чем с грязным из ОЯТ - этот может и "вылежаться" малость, пока "чистый" будем использовать.
В общем, много - не мало.

[pappadeux]

Тут БОЛЬШОЙ вопрос, нужен ли он.
Энергоёмкость урана, как известно, ~80ТДж(т)/кг или ~2.2ГВт*ч/кг. На один 1ГВт(э) блок нам нужно примерно полтора кило в час или примерно 9 тонн в год.

У меня в методичке энергоемкость урана 83ТДж/кг. При 3.6МДж/кВт*ч, и нетто-КПД 0.33 у меня получается 7.6 ГВт*ч(э)/кг. Что при 8000 часов в год на 1Гвт реактор приводит к потребностям немногим более 1т.

Что примерно совпадает с первоначальной загрузкой мохом БН-800 в районе 1.6т плутония (кампания в 330 эфф.суток), или загрузкой БН-1200 в 2.1т

[LAV48]

Тут БОЛЬШОЙ вопрос, нужен ли он.
Энергоёмкость урана, как известно, ~80ТДж(т)/кг или ~2.2ГВт*ч/кг. На один 1ГВт(э) блок нам нужно примерно полтора кило в час или примерно 9 тонн в год.

Сколько загружается урана в зону и сколько сгорает за компанию надо тоже учитывать. Т.е. все эти тонны достаточно быстро могут быть переведены из сырья в ОЯТ, которое тоже будет какое-то время хранится.

[VBVB]

А нельзя ОЯТ РБМК использовать в торцевых экранах без химической переработки, только перепрессовав в новые таблетки?

Допустим мы распотрошим облученные твэлы от хорошо вылежавшихся ТВС РБМК и вытащим оттуда таблетки.
В них подавляющая часть урана-238, около 0.7-0.8% урана-235, где-то 0.2-0.3% урана-236, около 0.9-1.1% плутония (преимущественно плутоний-239 и менее остальных его изотопов), немного нептуния (около 0.05-0.06%), совсем немного америция (в виде Am-241 и Am-243), чуть-чуть кюриев, немало лантаноидных осколков деления и эрбий от ВГП, цезий, барий, иод, легкие осколки деления и РБГ.

Допустим перемелем всю эту массу и прогреем ее, тогда частично избавимся от РБГ и иода.
Использовать полученную массу для создания качественных топливных таблеток не получится. Обязательно нужно избавляться от цезия, стронция, бария, поскольку при наличии их соединений невозможно создать плотную оксидную керамическую таблетку. Также нужно избавляться от лантоноидов, поскольку они эффективные нейтронные яды.
Т.е. так или иначе придется делать репроцессинг ОЯТ от РБМК.

Если же фторидным репроцессингом выделить уран-плутоний-нептуниевую фракцию от ОЯТ РБМК, то она грубо эквивалентна топливу с 1.2-1.3% урана-235 или 1.8-2.0% МОХ-топливу для БНа.
Реально БН требует топлива с долей урана-235 не менее 10%. Т.е. уран-плутоний-нептуниевая фракция от ОЯТ РБМК для питания активной зоны РБМК сама по себе не годится и требует сильного обогащения топливным плутонием или ВОУ регенератом от лодочного ОЯТ.

Если рассматривать уран-плутоний-нептуниевую фракция от ОЯТ РБМК как материал бланкета для получения низкофонового топливного плутония для энергетических целей, то она для этого тоже не особо годится (много плутониев четных и кюриев выйдет).
Если же рассматривать уран-плутоний-нептуниевую фракция как сырье для зоны малого обогащения БНа вместо бланкета, то при соотвествующем обогащении топливным плутонием она вполне применима.

Однако сейчас в РФ имеется не менее 35 тонн низкофонового плутония как минимум на двадцать пять лет работы БН-800 (если МОХ ОЯТ с БН-800 не будут перабатывать). Если же ОЯТ БНов будут своевременно перерабатывать, то имеющееся в наличии количество низкофонового плутония позволит нашей стране спокойно тянут работу 3-4 БНов.

Т.е. на текущем этапе ценность уран-плутоний-нептуниевой фракции от ОЯТ РБМК как основы топлива для БНа совсем не очевидна.
Ну а как материал для денатурирования трансураниды из ОЯТ РБМК пока не привлекли внимания Росатома. Поскольку нет переработки ОЯТ РБМК - нет и проблемы куда девать плутоний и миноры с этого ОЯТ.

Сообщение отредактировал VBVB - 12.9.2016, 1:18

[VBVB]

На 350-ом в какой-то момент стали активно интересоваться, что за хвосты используют для их бланкетов (как ни удивительно это прозвучит, но сначала это никого особенно не волновало). Ну и выяснили, что у них сборная солянка от 0,2 до 0,4.

Это же насколько могли отличаться реальные цифры энерговыделения в бланкете от расчетных предположений?
При таких вариациях содержания урана-235 каждый раз плутоний генерируемый для облучательной компании одного срока с близкой мощностью мог приличные вариации фона каждый раз давать...

Сообщение отредактировал VBVB - 12.9.2016, 1:15

[Татарин]

Там другие соображения могут роль играть, например, ОЯТ надо выдерживать перед переработкой - это увеличивает оценку кратно. Да и с "холодным" чётным ураном работать удобнее, чем с грязным из ОЯТ - этот может и "вылежаться" малость, пока "чистый" будем использовать.
В общем, много - не мало.

Его ж не выкинуть предлагается, а перевести в более пригодную для хранения форму - металл, например. В слитках он компактнее, безопаснее и т.п. Ну или там оксид.

Даже если с такой стороны посмотреть: вот эти вот контейнеры - замороженные немалые деньги, вообще говоря. СтоЯт, ржавеют и денег не приносят. Стоять они будут долго - см. выше: века.
Может даже, не простоят столько.

[Татарин]

Сколько загружается урана в зону и сколько сгорает за компанию надо тоже учитывать. Т.е. все эти тонны достаточно быстро могут быть переведены из сырья в ОЯТ, которое тоже будет какое-то время хранится.

Ну, это аргумент, конечно... если брать 10% выгорание по т.а., то "оборот" урана будет раз в 20-30 больше его, собссно, выгорания.

[AtomInfo.Ru]

Это же насколько могли отличаться реальные цифры энерговыделения в бланкете от расчетных предположений?

В своё время на одной из Нейтроник мы слушали доклад Селезнёва сотоварищи, он тогда был, по-моему, во ВНИИАЭС. Они занялись определением технологических погрешностей в расчётах БН-350 - то есть, не погрешностей кодов и констант, а погрешностей, связанных с исходными данными.

Там было очень много весёлого, вплоть до СУЗов. Чё уж тут про отвалы в бланкетах говорить, они на характеристики реактора слабо влияют.

Коды (тогда программы и комплексы программ) были слабоваты. Напомню, что БОР-60 вообще по расчётным данным пустить не удалось, пришлось срочно вносить некоторые (хм-м) изменения в конструкцию прямо на ходу.
А имея большие погрешности расчётного характера, нет смысла бороться за устранение технологических погрешностей.

Стали точнее коды - сразу стали смотреть и "а что мы считаем?".

Подобного рода нюансы постоянно возникали в прошлом и будут ещё возникать в будущем.
Как-то я был свидетелем крупного и даже международного скандала с претензиями к поставщику железа, который внезапно сошёл на нет после того, как взяли более новую версию библиотеки констант.

[AtomInfo.Ru]

Это же насколько могли отличаться реальные цифры энерговыделения в бланкете от расчетных предположений?
При таких вариациях содержания урана-235 каждый раз плутоний генерируемый для облучательной компании одного срока с близкой мощностью мог приличные вариации фона каждый раз давать...

В первых партиях - да, были бы нюансы. При переходе хотя бы к малой серии БН, думаю, навели более строгий учёт и контроль.

На самом деле, радиохимики в СССР прекрасно знали, что добыча плутония есть процесс стохастический, и всегда имели некоторые организационные возможности по сглаживанию флуктуаций концентраций в целях успешного выполнения плана и соцобязательств
Так что, могли бы даже и не заметить, если смотреть по выходу конечного продукта.