Переработка ОТВС, Экономическая рентабельность и технические возможности Опции

[asv363]

Общеизвестно, что в настоящее время существует 4 вида реакторов, кассеты которых находятся на хранении, а именно: РБМК, ВВЭР-440, ВВЭР-1000, БН-600. Естественно, конкретные модели различаются по срокам выдержки, выгоранию, остаточному содержанию ценных ²³⁵U и ²³⁹Pu, наличию ряда других полезных и не очень изотопов. Существует достаточно правильное и обоснованное мнение, что в определенной степени это наш стратегический запас, поскольку при условии открытого топливного цикла, себестоимость добычи бедных руд может превысить стоимость переработки ОТВС.

На данный момент, рециклируется топливо ВВЭР-440, БН-600. Были или есть небольшие объемы по топливу ВВЭР-1000. Насколько известно, регенерат используется для изготовления кассет РБМК, иные случаи нужно оговаривать специально. Итак, немного вопросов.

Экономические, для конкретной цепочки предприятий:
1. Насколько в данный момент рентабельна переработка ОТВС ВВЭР-440?
2. Насколько в данный момент рентабельна переработка ОЯТ БН-600?

Технические и слегка стратегические:
1. Насколько нужно подымать обогащение по причине наличия паразитных четных изотопов урана, как это влияет на поведение кассеты в топливном цикле?
2. Насколько необходимо корректировать уставки при работе на кассетах с рециклированным топливом, меняется ли АО и РО?
3. Что необходимо изменить (добавить, улучшить) в структуре переработки, в частности в структурах, подконтрольных ОАО "ТК ТВЭЛ"?
4. Поскольку ЗЯТЦ и ПЯТЦ (и пристанционный и плутониевый), пока недоступны, надо ли вкладывать усилия в направление?

P.S. Сторонняя. всем известная ссылка на спотовые цены на уран UxC, их калькулятор. Немного обсуждения, тема регенерат. Далее приведу еще немного ссылок.

[asv363]

Итак, еще немного материала (только форум, что вспомнилось, и без "битья горшков"):
Материал МАГАТЭ от уважаемого AtomInfo.Ru - Use of Reprocessed Uranium Challenges and Options
Моя ссылка на МАГАТЭ, более ранний документ IAEA-TECDOC-1529
Урановые резервы Росатома, начиная с №36
ОЯТ Облучённое ядерное топливо
ОГФУ.

О ЗЯТЦ и не только:
Проект ПРОРЫВ
Экспорт быстрых реакторов.

Немного другие технологии:
Дупик
Тяжеловодные реакторы
Реакторы на расплавах солей.

Собственные мысли по данному поводу выскажу чуть позже. Желательно мнение экспертов в топливных вопросах, равно как и всех причастных. Мнений много, указал далеко не все.

P.S. В МАГАТЭ есть куча документов по топливным циклам и переработке, достаточно набрать Spent Fuel в поиске.

Сообщение отредактировал asv363 - 27.8.2013, 4:31

[www]

Можно добавить сюда взгляд Американцев на топливный цикл на ближ будушее (давал ссылку в информ источниках):

The future of the nuclear fuel cycle:
http://forum.atominfo.ru/index.php?showtop...amp;#entry49246

[Didro]

Существует достаточно правильное и обоснованное мнение, что в определенной степени это наш стратегический запас, поскольку при условии открытого топливного цикла, себестоимость добычи бедных руд может превысить стоимость переработки ОТВС.

Не превысит, затраты на хранение на порядки перекрывают все перспективные затраты открытого цикла.
Надо усиленно заниматься физическими, а не химическими, процессами для переработки, что будет и менее затратным и более полно извлечет актиноиды, что кроме добавочной энергии даст на порядок на сокращение объема отходов и на два порядка сроков их опастности.

[VBVB]

Мнение как химика.
Более-менее оправданно имеющимися водными методами переработки ОЯТ перерабатывать ОТВС ВВЭР-440 и БН-600.
Переработка ОЯТ от РБМК, ВВЭР-1000 высокого выгорания и БН-800 водными методами смысла не имеет.

Если заработает отечественная пироэлектрохимическая технология переработки ОЯТ, то после переработки накопившегося ОЯТ от АПЛ (сначалась "альфовские" зоны, потом ВВЭРные) и ледоколов целесообразно перерабатывать ОЯТ БН-800 и на гране целесообразности переработка ОТВС РБМК. ОЯТ ВВЭР-1000 последних годов с высокими выгораниями не имеет экономического смысла перерабатывать даже пироэлектрохимией.

Возможное развитие оптимизированной пирохимической газофторидной переработки позволит перерабатывать ОЯТ ВВЭР-1000 с малыми убытками, компенсирующимися применениями получаемого низкокачественного плутония в МОКС-топливе для БНов или смешанном нитридном топливе для свинцовых реакторов.

Если же в ближайшие пару десятков лет появится отработанная лазерно-плазмохимическая переработка ОЯТ, то имеет смысл перерабатывать этим методом все доступное ОЯТ энергетических и транспортных реакторов. Но этот сценарий имеет смысл при развитой технологии дистанционного производства МОХ-топлива и его профильного использования в электроэнергетике РФ.

Чисто IMHO, для переработки низкопотенциального ОЯТ РБМК и ВВЭР-1000 высокого выгорания имело бы смысл использовать пироэлектрохимию в комбинацию со стреднемощными ЖСРами-пережигателями в роли промышленного реактора для производства высокотемпературного тепла для металлургических и нефтехимических производств.
ЖСР по простоте подготовки топливных смесей и техники их репроцессинга вне конкуренции явно.
Но этот сценарий в РФ наверняка мы не увидим...

Сообщение отредактировал VBVB - 29.8.2013, 4:29

[Smith]

табличка не очень свежая, но представление о разбросе оценок по переделам дает неплохое -

[asv363]

Таким образом, без внешнего финансирования, переработка, согласно документу уважаемого Smith являлась не рентабельной. Есть, конечно 2 стратегических фактора: ограниченность запаса выгодного для добычи урана на территории России, и поддержка заводов по разделению и обогащению. В равной мере благодарен остальным участникам, особенно товарищу VBVB. Американский взгляд пропитан нераспространением и спорными данными (к примеру, наибольшее количество прогнозируемых запасов, в США), читать тяжело, уважаемый www, но осилю потихоньку. Очень полезно было выслушать и Ваше мнение, товарищ Didro.

Ждем еще профессионалов.

[Didro]

Химическая переработка врятли будет рентабельна, тут физметоды, таже плазма.

[VBVB]

По поводу американского отношения к ОЯТ.
В большинстве случаев в вопросе своего отношения к переработке ОЯТ американцы давят на экономическую нецелесообразность, на отсутствие комплексного подхода к утилизации компонентов ОЯТ и нераспространенческие угрозы.
У меня давно сложилось мнение, что декларируемое ими не есть истинное отношение к собственному ОЯТ.
Судите сами. На сегодняшний день США обладает наибольшим запасом ОЯТ и, соответсвенно, наибольшим запасом невыгоревшего в нем урана-235 и наработанного плутония. Причем, ориентировочно совокупный запас гражданского плутония в американском ОЯТ превышает совокупный запас последующих двух стран-гигантов атомной энергетики Франции и Японии. Франция и Японии в последние годы используют МОХ-топливо из своего плутония, тогда как американцы и англичане нет. Это принципиально приводит к ситуации, что на сегодняшний момент совокупный запас гражданского и военного плутония в паре США+Великобритания превышает запас тройки Франция-Япония-Германия и заметно больше совокупного плутониевого запаса РФ.
И с текущей американской позицией в отношении ОЯТ, запас невыгоревшего в нем урана-235 и наработанного плутония будет все больше и больше расти, отрываясь от других стран. Т.е. к моменту прихода окончания значимых дешевых в добыче запасов жидких ископаемых ресурсов и газа американцы с союзниками-англичанами будут иметь наибольший запас ценнейшего энергоресурса для атомной энергетики - урана-235 и плутони.
В результате текущей политики США и других, ведущие страны мира по обеспеченности ураном-235 (репроцессированным) и плутонием будут ранжироваться в ближайшие полвека ориентировочно так:
1) США+Великобритания
2) Евросоюз (с основными запасами Франции, Германии, Испании, Бельгии, Швеции, Финляндии, Чехии). Если европейцы примут к себе Украину, то за счет делящихся материалов в украинском ОЯТ заметно поднимут себе уровень ресурсообеспеченности АЭ.
3) Япония
4) Россия
5) Южная Корея

Есть ощущение, что основатели американской атомной энергетики хорошо вопрос грядущей ресурсообеспеченности АЭ в свое время проработали и пошли именно по пути бана на переработку своего ОЯТ.
В итоге, США имеют и будут иметь наибольший запас ценных делящихся материалов (постоянно увеличивающийся), в достаточно вылежавшемся и разложившемся ОЯТ (где распалась большая часть высокактивных и радиотоксичных короткоживущих радионуклидов) с кондиционировавшимся плутонием ("горячие" изотопы Pu-238 и Pu-241 в большинстве распались).
Это великое достижение для энергетического будущего США сделано было просто. При отсутствии переработки ОЯТ и возможности использовать в качестве топлива репроцессированный уран и плутоний, американские владельцы АЭС вынужденно скупали за зеленые бумажки с лицами мертвых президентов уран со всего мира. Тем самым, создавая стратегический запас делящихся материалов для АЭ США. Причем и РФ сильно этому процессу посодействовала с ВОУ-НОУ.

Сообщение отредактировал VBVB - 29.8.2013, 4:11