ОЯТ РБМК и БН, Вынос из БН-800 Опции

[VBVB]

Директор Белоярской АЭС сам сказал

К 2019 году мы должны полностью перевести активную зону реактора БН-800 на использование МОКС-топлива. Для изготовления топлива будет использоваться отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) реакторов на тепловых нейтронах типа РБМК и ВВЭР.

Хотя пока в ближайшее время наши не собираются перерабатывать ОЯТ РБМК.
Возможно на Маяке есть некоторый запас выделенного плутония от экспериментальной переработки небольшого количества дефектных ОТВС РБМК?

Сообщение отредактировал VBVB - 12.9.2016, 15:04

[AtomInfo.Ru]

Директор Белоярской АЭС сам сказал

Так с этих его слов и пошёл разговор в ветке

[VBVB]

Так с этих его слов и пошёл разговор в ветке

Наверняка оговорка по Фрейду.
С точки зрения директора Белоярки в РФ есть БНы, а есть тепловые реакторы (очевидно РБМК и ВВЭР). Очевидно, что плутоний из ОЯТ тепловых ректоров БНы и будут со временем потреблять. Но не факт, что плутоний из не перерабатываемого ОЯТ РБМК.

Сообщение отредактировал VBVB - 12.9.2016, 15:30

[AtomInfo.Ru]

Наверняка оговорка по Фрейду.
С точки зрения директора Белоярки в РФ есть БНы, а есть тепловые реакторы (очевидно РБМК и ВВЭР).

На самом деле, как раз БН и РБМК в росатомовской системе во многом объединены.
То есть, имеются ВВЭРы и все остальные.

Мы как-то раз специально попросили Рудольфа пояснить этот момент для читателей (см. http://atominfo.ru/newsj/q0264.htm, самое начало).
Мол, Рудольф Петрович, расскажите, пожалуйста, почему лекции для пускачей БН-800 читаются в Десногорске

[pappadeux]

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

это, конечно, так

но если считать именно потребности урана в год именно как топлива, я, в свое время, рассматривая примерно ту же проблему, ориентировался на цифру 2т на 1ГВт(э) в год

[ran]

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.

А можно перенести этот спор в другую ветку? Тут вроде как про БН-800...

[ran]

это, конечно, так

но если считать именно потребности урана в год именно как топлива, я, в свое время, рассматривая примерно ту же проблему, ориентировался на цифру 2т на 1ГВт(э) в год

Где-то так и есть. Вообще БН-600(800) потребляет урана 235 не очень много. Ведь можно прикинуть объемы активных зон ВВЭР, РБМК. Да, уран 235 в БН более обогащен, но и объем зоны там более компактен. А так, можно "покурить" Владимирова. Параграф 2.1. учебника "Практические задачи по эксплуатации ядерных реакторов" 1986г.

[VBVB]

К вопросу о некоторых бонусах при переработке ОЯТ РБМК.
Вот интересная статья по поводу скандия отечественного.

Уральский алюминиевый завод (УАЗ, Каменск-Уральский, Свердловская область, входит в ОК «Русал») впервые получил оксид скандия с чистотой более 99%. Стоимость продукта, извлеченного из скандиевого концентрата, компания оценивает в сумму до 2 тыс. долларов за килограмм. Производительность экспериментальной установки — 96 килограммов оксида скандия в год.

— Скандий имеет огромный потенциал в аэрокосмическом, транспортном и энергетическом секторах промышленности. Мировое потребление оксида скандия оценивается в 10 — 15 тонн в год, — рассказал технический директор Русала Виктор Манн. — В среднесрочной перспективе Русал планирует разработать модульную установку, способную наращивать мощности в зависимости от потребности рынка. Производство будет основано на собственной сырьевой базе и сможет обеспечить потребности не только России, но и всего мира.

Скандиевые лигатуры и сплавы позволяют осуществить прорыв в области авиационных, ракетных и корабельных сплавов. Но цена отечественного скандия около 2 тысяч долларов за килограмм вырисовывается. Попадалась инфа, что на один Су-35 надо около 11 кг скандия.

Однако, как показывают работы китайцев, скандий в ответственных сплавах вполне можно заменить редкоземельными элементами подгруппы гадолиния. Они однако тоже недешевы. Тот же эрбий в химически чистых солях имеет цену на уровне 800-1000 долларов за килограмм.

Писалось, что для РБМК эрбий-содержащие ТВС первого поколения имели содержание эрбия в 0.41% (масс.) при содержании урана-235 2,6% и начали массово использоваться с 1999 года. А с 2005 пошли уже эрбий-содержащие ТВС второго поколения с содержанием эрбия в 0.6% (масс.) при содержании урана-235 2,8%.

Ресурс эрбия в ОЯТ РБМК накопленном с 1999 по текущее время достигает уже почти двух десятков тонн.
Этого хватит на производства пары тысяч самолетов или десятка тысяч ракет.
Надо только научиться выделять чистую эрбиевую фракцию из такого ОЯТ с минимальным содержанием америция и кюрия...

Сообщение отредактировал VBVB - 16.9.2016, 19:44

[Татарин]

Однако, как показывают работы китайцев, скандий в ответственных сплавах вполне можно заменить редкоземельными элементами подгруппы гадолиния. Они однако тоже недешевы. Тот же эрбий в химически чистых солях имеет цену на уровне 800-1000 долларов за килограмм.
...
Ресурс эрбия в ОЯТ РБМК накопленном с 1999 по текущее время достигает уже почти двух десятков тонн.
Этого хватит на производства пары тысяч самолетов или десятка тысяч ракет.
Надо только научиться выделять чистую эрбиевую фракцию из такого ОЯТ с минимальным содержанием америция и кюрия...

Актиниды - ладно, а как чистить эрбий от остальных лантанидов в ПД?
Там есть и вполне гадкие.

[Didro]

Ну ведь эрбий ведь добавляется не просто полежать, выделить его особой проблемы не представляет, куда сложнее последующее отделение стабильных изотопов.

[Татарин]

Ну ведь эрбий ведь добавляется не просто полежать, выделить его особой проблемы не представляет, куда сложнее последующее отделение стабильных изотопов.

А вот это как раз с эрбием не нужно. Он весь стабильный. Самый долгоживущий, НЯП, 50 дней, и за разумное время "вылежится".

[VBVB]

Актиниды - ладно, а как чистить эрбий от остальных лантанидов в ПД?
Там есть и вполне гадкие.

Имеющиеся водные методы пеработки ОЯТ, основанные на разных вариантах PUREX, позволяют выделять лантаноид-содержащую фракцию вместе с америцием и кюрием.

Из этой фракции америций и церий можно отделить электрохимическим окислением и экстракцией. Остальные лантаноидные осколки деления цериевой подгруппы можно отделить от эрбий-кюриевой фракции методом ионной хроматографии. Однако, отделение микропримесей высокорадиотоксичного кюрия от эрбия химически проблематично. С другой стороны, нужно просто оценить сколько там кюрия будет в эрбии после пераработки ОЯТ РБМК. Может оказаться, что и не сильно много кюрия эрбиевым концентратом будет захвачено.

Есть данные, что на тонну ОЯТ РБМК кюрия должно быть от 20 до 40 граммов в зависимости от выгорания.
Непонятно мне какова степень выгорания эрбия в отработавших полную топливную кампанию ЭТВС РБМК. Но если грубо, считать что эрбия в ОЯТ будет на 10-15% менее, чем первоначально, то в эрбиевом концентрате от переработки ОЯТ содержание кюрия может быть 0.9-1.7 граммов/кг эрбия. Дохрена много радитоксичного минора выходит в таком эрбии. Придется дополнительно пироэлектрорепроцессинг делать для удаления кюрия, а это на редкость геморно...

Сообщение отредактировал VBVB - 19.9.2016, 0:32

[VBVB]

Интересное предложение, дожигать облученные ранее и хранящиеся ТВС РБМК в блоках с использованием нового топлива с повышенным уровнем обогащения. Приводят успешный пример Игналинской АЭС, где ОТВС первого блока дожигали на втором.

На примере ЛАЭС оценили, что в будущем не менее 2000 ТВС с 1, 2, 3-го остановленных энергоблоков Ленинградской АЭС могут
рассматриваться как кандидаты на повторное использование на 2, 3, 4-ом энергоблоках.

Кто что думает по этому поводу?

[Татарин]

А вот это как раз с эрбием не нужно. Он весь стабильный. Самый долгоживущий, НЯП, 50 дней, и за разумное время "вылежится".

Кстати, память наврала. Всего 9 дней у самого долгоживущего.

Так что вопрос активности полученного эрбия сводится, в общем, к наличию химических примесей.

[Татарин]

в эрбиевом концентрате от переработки ОЯТ содержание кюрия может быть 0.9-1.7 граммов/кг эрбия.

Интересно, можно ли использовать эту смесь в качестве без репроцессинга выгорающего поглотителя? Насколько примесь америция и кюрия "испортит" эрбий как поглотитель?
Потому что от эрбиевого топлива пока, НЯП, отказываться и не думают. Заодно кюрий нафиг.

Сообщение отредактировал Татарин - 19.9.2016, 1:32

[VBVB]

Интересно, можно ли использовать эту смесь в качестве без репроцессинга выгорающего поглотителя? Насколько примесь америция и кюрия "испортит" эрбий как поглотитель?

Ну если содержание кюрия в выше обсужденном эрбии из ОЯТ РБМК будет на уровне 1-2 грамма на кг эрбия, то на свойства эрбия как выгорающего поглотителя это особенно не скажется. Если америций не отделять, то его содержание в таком эрбии будет на уровне 3-5 грамм/кг эрбия.

Однако, у такого отработанного эрбия изотопный состав будет заметно отличаться от природного и на свойства такого эрбиеевого сырья как выгорающего поглотителя это окажет негативное влияние.

Кроме того, изготовление топлива из такого эрбия радиотоксичного из-за следов америция и кюрия будет заметно проблематичнее и дороже, чем при изготовлении топлива из обычного химически чистого эрбиевого оксида. Если бы это топливо делать вибро-методом, а не керамическим, то вполне возможно. Хотя имеющиеся наработки по дистанционному изготовлению таблеточного МОХ-топлива могли бы и проблему изготовления уранового топлива с ремиксом "эрбием+америций+кюрий" решить. Другое дело, что РБМК как выжигатель америция и кюрия не сильно годится, в нем скорее трансмутация будет этих миноров до долживущих четных изотопов кюрия (Cm-244, Cm-246, Cm-248). Однако бонусом такого подхода будет также будет и наработка интересного изотора Cm-247 в экзограммовых количествах.

А эрбий как добавка к топливам для ВВЭР не рассматривался?

[Татарин]

А эрбий как добавка к топливам для ВВЭР не рассматривался?

http://www.atominfo.ru/newse/l0559.htm

Ближайшие направления развития
Докладчик перечислил ближайшие направления развития топлива для реакторов ВВЭР:
- увеличение загрузки топлива в ТВС за счёт использования таблетки 7,8/0 мм для всего парка ВВЭР;
- внедрение интенсификаторов теплообмена;
- подъём мощности активной зоны до 107-110% от номинальной для реакторов ВВЭР-1000;
- увеличение длины ПС СУЗ;
- унификация конструкций;
- внедрение усовершенствованных циркониевых сплавов;
- использование топлива с обогащением свыше 5% по урану-235 и внедрение уран-эрбиевого топлива в ТВС реакторов ВВЭР;
- обоснование топливного цикла с длительностью кампании до 24 месяцев.

[VBVB]

- использование топлива с обогащением свыше 5% по урану-235 и внедрение уран-эрбиевого топлива в ТВС реакторов ВВЭР;

Спасибо за ссылку.

Тем более есть смысл задумываться о разработке технологии переработки ОЯТ РБМК с выделением следующих целевых продуктов: уран-плутониевой фракции, нептуниевого концентрата, эрбиевого концентрата с минорами.

[lz2gj]

http://www.atominfo.ru/newse/l0559.htm

Ближайшие направления развития
Докладчик перечислил ближайшие направления развития топлива для реакторов ВВЭР:
- увеличение загрузки топлива в ТВС за счёт использования таблетки 7,8/0 мм для всего парка ВВЭР;
- внедрение интенсификаторов теплообмена;
- подъём мощности активной зоны до 107-110% от номинальной для реакторов ВВЭР-1000;
- увеличение длины ПС СУЗ;
- унификация конструкций;
- внедрение усовершенствованных циркониевых сплавов;
- использование топлива с обогащением свыше 5% по урану-235 и внедрение уран-эрбиевого топлива в ТВС реакторов ВВЭР;
- обоснование топливного цикла с длительностью кампании до 24 месяцев.

У меня вопрос по нулевому отказу - http://www.atominfo.ru/newse/l0559.htm :
Цитата: ТВЭЛ, концерн и эксплуатирующие организации Украины, Чешской Республики и Болгарии подписали меморандумы о совместных действиях для достижения нулевого уровня отказа ядерного топлива.
В каком году?
Цитата: По блокам с ВВЭР-1000 ситуация хуже - без отказов работает 70% блоков. Среди положительных примеров - Козлодуй, Тяньвань, Запорожская, Балаковская и Ростовская станции.
Какая ситуация сейчас?

[garry_t]

Среди положительных примеров - Козлодуй, Тяньвань, Запорожская, Балаковская и Ростовская станции.
Какая ситуация сейчас?

"минус" Запорожская. с 2013 года отказы были