Biztonságos veszély. Harmadik szakasz: SNF-újrafeldolgozás Oroszországban SNF-újrafeldolgozási technológia

Az atomenergia a következőkből áll nagy mennyiség vállalkozások különböző célokra. Ennek az iparágnak a nyersanyagait uránbányákból bányászják. Ezt követően az üzemanyag-gyártó üzemekbe szállítják.

Az üzemanyagot ezután az atomerőművekbe szállítják, ahol belép a reaktor zónájába. Amikor a nukleáris üzemanyag eléri hasznos élettartamának végét, ártalmatlanítani kell. Érdemes megjegyezni, hogy veszélyes hulladék nem csak az üzemanyag-újrafeldolgozás után jelennek meg, hanem bármely szakaszban - az uránbányászattól a reaktorban végzett munkáig.

Nukleáris üzemanyag

Kétféle üzemanyag létezik. Az első a bányákban bányászott urán, ill. természetes eredetű. Nyersanyagokat tartalmaz, amelyek plutónium képzésére képesek. A második a mesterségesen (másodlagos) előállított üzemanyag.

A nukleáris üzemanyagot is aszerint osztják fel kémiai összetétel: fém, oxid, karbid, nitrid és vegyes.

Uránbányászat és üzemanyag-termelés

Az urántermelés nagy része csak néhány országból származik: Oroszországból, Franciaországból, Ausztráliából, az USA-ból, Kanadából és Dél-Afrikából.

Az urán az atomerőművek üzemanyagának fő eleme. A reaktorba való bejutáshoz több feldolgozási szakaszon megy keresztül. Leggyakrabban az uránlelőhelyek az arany és a réz mellett helyezkednek el, így kitermelését nemesfémek kivonásával végzik.

A bányászat során az emberi egészséget nagy veszély fenyegeti, mert az urán mérgező anyag, a bányászat során fellépő gázok pedig a rák különböző formáit okozzák. Bár maga az érc nagyon kis mennyiségű uránt tartalmaz - 0,1-1 százalék. Az uránbányák közelében élő lakosság is nagy veszélyben van.

A dúsított urán az atomerőművek fő üzemanyaga, de felhasználása után hatalmas mennyiségű radioaktív hulladék marad vissza. Az urándúsítás minden veszélye ellenére a nukleáris üzemanyag előállításának szerves folyamata.

BAN BEN természetes forma Az urán gyakorlatilag sehol nem használható. Ahhoz, hogy használható legyen, dúsítani kell. A dúsításhoz gázcentrifugákat használnak.

A dúsított uránt nemcsak az atomenergiában, hanem a fegyvergyártásban is használják.

Szállítás

Az üzemanyagciklus bármely szakaszában van szállítás. Mindenki végzi el elérhető módokon: szárazföldön, tengeren, légi úton. Ez nagy kockázatot jelent, és nagy veszélyt jelent nemcsak a környezetre, hanem az emberekre is.

A nukleáris fűtőanyag vagy elemeinek szállítása során számos baleset történik, aminek következtében radioaktív elemek szabadulnak fel. Ez az egyik oka a sok közül, amiért nem tekinthető biztonságosnak.

A reaktorok leszerelése

Egyik reaktort sem szerelték le. Még a hírhedt Csernobil is A lényeg az, hogy a szakértők szerint a leszerelés költsége megegyezik, sőt meghaladja egy új reaktor építésének költségeit. Azt azonban senki sem tudja megmondani, hogy pontosan mennyi pénzre lesz szükség: a költségeket a kis állomások kutatási célú leszerelésének tapasztalatai alapján számolták ki. A szakértők két lehetőséget kínálnak:

1. Helyezze el a reaktorokat és a kiégett nukleáris fűtőelemeket a tárolókban.
2. Építsen szarkofágokat a leállított reaktorok fölé.

A következő tíz évben világszerte mintegy 350 reaktor éri el élettartama végét, ezért ki kell vonni őket a forgalomból. De mivel a biztonság és az ár szempontjából legmegfelelőbb módszert még nem találták fel, ez a kérdés még mindig megoldás alatt áll.

Jelenleg 436 reaktor működik szerte a világon. Természetesen ez nagy mértékben hozzájárul az energiarendszerhez, de nagyon nem biztonságos. A kutatások azt mutatják, hogy 15-20 év múlva az atomerőműveket szélenergiával és napelemekkel működő állomások válthatják fel.

Nukleáris hulladék

Az atomerőművek tevékenysége következtében hatalmas mennyiségű nukleáris hulladék keletkezik. A nukleáris üzemanyag újrafeldolgozása veszélyes hulladékot is hagy maga után. A problémára azonban egyik ország sem talált megoldást.

Ma a nukleáris hulladékot átmeneti tárolókban, vízmedencékben tárolják, vagy sekélyen a föld alá temetik.

A legbiztonságosabb módszer a speciális tárolókban való tárolás, de más módszerekhez hasonlóan itt is lehetséges a sugárzás szivárgása.

Valójában a nukleáris hulladéknak van némi értéke, de szigorúan be kell tartani a tárolási szabályokat. És ez a legégetőbb probléma.

Fontos tényező az az időtartam, amely alatt a hulladék veszélyes. Mindegyiknek megvan a saját bomlási időszaka, amely alatt mérgező.

A nukleáris hulladék fajtái

Bármely atomerőmű működése során hulladéka a környezetbe kerül. Ez a víz a turbinák és a gáznemű hulladékok hűtésére szolgál.

A nukleáris hulladékot három kategóriába sorolják:

1. Alacsony szint - az atomerőmű dolgozóinak ruházata, laboratóriumi berendezések. Az ilyen hulladék egészségügyi intézményekből és tudományos laboratóriumokból is származhat. Nem jelentenek nagy veszélyt, de megkövetelik a biztonsági intézkedések betartását.
2. Közepes szint - fémtartályok, amelyekben üzemanyagot szállítanak. A sugárzási szintjük meglehetősen magas, a közelükben lévőket védeni kell.
3. A magas szint a kiégett nukleáris üzemanyag és annak újrafeldolgozási termékei. A radioaktivitás szintje gyorsan csökken. A nagy aktivitású hulladék nagyon kicsi, körülbelül 3 százalék, de az összes radioaktivitás 95 százalékát tartalmazza.

Mielőtt folytatnám a zárt nukleáris üzemanyagciklus leírását, meggyőződésem szerint érdemes sokkal részletesebben szólni az SNF - kiégett nukleáris fűtőelemek - újrafeldolgozási folyamatáról. És egyet kell értenem: elvégre az atomenergia mindenféle ellenzői által táplált radiofóbia nagy része pontosan a kiégett nukleáris fűtőelem szörnyűséges ártalmasságáról szóló mítoszon alapul, amely hihetetlen radioaktivitással és napról napra lever. a mai napig elpusztítja az egész bolygót és minket, „szegényeket”, vele együtt. Tehát, bár eleinte nem terveztem, egy cikluson belül egy ciklust kell írnom - a kiégett nukleáris fűtőelemek tárolásáról és újrafeldolgozásáról.

3. rész

A feldolgozás során a dolgok nem mindig mentek zökkenőmentesen. Amíg az amerikai Larned Brown Asprey által 1947-ben szabadalmaztatott Purex eljárás meg nem indult, nyugaton és nálunk is az 1943-ban ugyanabban az USA-ban kifejlesztett bizmut-foszfát eljárást alkalmaztuk. A bizmut-foszfát eljárást elsősorban a tenyészreaktorokból származó kiégett fűtőelemekből, kifejezetten a plutónium-239 előállítására „szabott” fegyveres minőségű plutónium előállítására használták. Neki köszönhetően Nagaszaki „elégedett” a plutónium töltettel, és ugyanezt a bizmut-foszfát eljárást alkalmazták a Szovjetunióban a bombáink elkészítéséhez. Az amerikaiak és mi is siettünk atompajzsot és kardot kovácsolni, így a szükségesnél később jutottunk el ahhoz, hogy Asprey ötletét elsajátítsuk.

A bizmut-foszfát folyamat nagyon rossz emléket hagyott ránk: 1957 óta Ozerszktől Pionerskig a Kelet-Urál radioaktív nyomvonala több mint 300 km hosszan húzódott, 23 ezer négyzetkilométeren, és 272 ezer ember él ezen a területen. Az ateisták a szélrózsáról beszélnek, a hívők arról, hogy valaki vagy valami védi Oroszországot, nincs értelme vitatkozni: a kelet-uráli nyom nem érintette Szverdlovszkot és Cseljabinszkot, a több mint egymillió lakosú városokat. De atomfegyverösszegyűjtötte véres termését - az első 10 napban legalább 200 ember halt meg a sugárzás miatt, az áldozatok számát pedig 250 ezerre becsülik. Lehetetlen nem beszélni erről részletesen - világosan meg kell értenie, hogyan vált ez lehetségessé, és hogy mindent megtettek-e annak érdekében, hogy ez soha többé ne fordulhasson elő. Szóval természetesen lesz egy történet a Mayak üzemben történt balesetről. De ne tegyük azonnal – először is próbáljuk meg részletesebben megérteni, mi az a kiégett nukleáris üzemanyag, és hogyan kezelik azt itt és külföldön Oroszországban. Tehát kezdjük a kiégett nukleáris fűtőelemek tárolásának tanulmányozásával, majd térjünk át az újrafeldolgozási módszerekre.

A Greenpeace és más környezetvédelmi aktivisták honlapjain böngészve néha találkoztam az SNF rövidítéssel, mint „hulladék” nukleáris üzemanyag.

„Hulladék”?.. Hadd emlékeztesselek még egyszer arra, amit egy hagyományos tonna kiégett nukleáris üzemanyagban látunk. 924 kg urán-238. Hú, "pazarlás"! Hiszen természetes ércből bányászták, amely gyakran 99%-ban vagy még ennél is több hulladékkőzetet tartalmaz. Bányákból/kőbányákból húzták ki, mechanikusan, vegyszeresen tisztították, távoli zugokból szállították, centrifugákban pörgették – és ezek után akarja valaki „hulladéknak” nevezni? A fenébe, nincs lelkiismeret... Következő - körülbelül 8-9 kg urán-235, amelyen tulajdonképpen az összes atomenergiánk működik. 10-12 kg a plutónium izotópjai, amely a természetben egyszerűen nem létezik semmilyen formában, csak magában a reaktorban tud „nőni”. A tonnánként 945 kilogramm mindenképpen hasznos anyag, amelyet az ember hatalmas munkával és sok pénzzel szerzett meg. További 21 kg transzurán elemek.

A „transzuránok” azok, amelyek nehezebbek az uránnál, amelyek szintén nem fordulnak elő a természetben, és amelyeket szintén csak atomreaktorban „termesztenek”. Közülük például a neptunium-237 izotóp kiváló kiindulási anyag a plutónium-238 előállításához. A plutónium-238 pedig az RTG-k, radioaktív áramforrások alapja: a plutónium-238 bomláskor hőt termel, és egy termoelektromos generátor alakítja át elektromos árammá. Az RTG-k táplálják az olyan helyekre repülõ ûrhajók berendezéseit, ahol a napelemek már nem használhatók. Például az RTG látja el árammal a Quority Mars-járót – most az RTG 125 wattot, 14 év múlva pedig 100 wattot. A Voyager felszerelése, valamint a Plútóra indított New Horizon berendezése RTG-ken működött és működik ma is. És az RTG-k is - az északi tengeri útvonal mentén működő navigációs berendezések, amelyek évek óta működnek a tengerek partján meglepően enyhe időjárás mellett. Az RTG-k meteorológiai állomások munkája ugyanilyen helyeken: egyszer felállítják, és a következő hívásig 20-30 év van hátra. "Visszavonulás"?..

Az Americium-241 a sokféle iparágban szükséges mérőműszer alapja. Csak ez az elem teszi lehetővé például a fémszalagok és az üveglapok vastagságának folyamatos mérését. Az americium-241 segítségével a műanyagokról, szintetikus fóliákról, papírokról azok gyártása során eltávolítják az elektrosztatikát, egyes füstérzékelőkben használják. Az Americium-243 még ígéretesebb - mindössze 3,78 kg kritikus tömeggel láncreakciót válthat ki. Nem, nem bombákért, nyugodj meg, ne aggódj. A 3,78 kilós ultrakompakt reaktor, amely csendben emelkedik pályára, ahonnan egy űreszközt egészen más sebességgel lehet a mélyűrbe juttatni, mint a mai űrhajókat. Nem, nem egy fantasztikus történetet találok ki itt: egy tonna kiégett fűtőelem körülbelül egy kilogramm americium-241-et tartalmaz, amiből csaknem egy kilogramm americium-243 állítható elő.

A transzurán atomokról és izotópjairól hosszan sorolhatnánk – sok közülük már most is érdekes, sokuk a legcsábítóbb távlatokat nyitja meg. Szeretném tehát megérteni és megbocsátani annak, aki a kiégett nukleáris üzemanyagot „hulladéknak” nevezi. Akarom, de nem tudom.

A teljes radioaktív veszélyt a maradék 30-35 kg úgynevezett „hasadási termék” jelenti. A láncreakció nem csak azt jelenti, hogy „egy neutron kiüt két neutront, ezek pedig kiütnek még négyet”. A neutronok neutronok, de mi történik azzal az atommal, amelybe ez a neutron beleütközik? A becsapódás hatására az urán-235 atom szétesik, a plutónium atom pedig ugyanezt teszi. Igen, van még egy „titka” az atomenergiának, amely megérdemel néhány szót.

Emlékszel, hogyan képződik plutónium egy reaktorban? Az urán-238 formájú „ballaszt” időről időre befogad egy neutront, és két béta-bomlás után plutónium-239-vé alakul. A plutónium pedig még könnyebben lép láncreakcióba, mint az urán-235, és ezt azonnal megteszi, amint kialakul. A plutónium „ég”, és energiát ad minden reaktorunknak – és ez jó és hasznos. A kiégett fűtőelemekben átlagosan található plutónium 1%-a az a plutónium, amelynek nem volt ideje „kiégni”, és kétszer annyi keletkezik, amíg a fűtőelemek a reaktorban vannak.

Tehát a kiégett nukleáris fűtőelem minden káros hatása a neutronok urán-235 atommagokba és plutónium atommagokba való ütközése után keletkező töredékek. Minden tonnában három-három és fél kiló a legritkább szennyből és utálatból. Ezen elemek némelyike ​​elkezdi aktívan „enni” a neutronokat, lelassítva a reakciót. Ezen elemek némelyike ​​rontja a tüzelőanyag-pellet szilárdságát, törékennyé teszi azt, néhány pedig általában olyan gáz, amely az üzemanyagpellet „duzzadását” okozza. És minden hasadási termék (továbbiakban – egyszerűen PD. Nem, csak P és D, nem kell plusz betűket hozzáfűzni, hiába kérik!) – obszcén radioaktív. Tehát, amikor a kiégett fűtőelemek újrafeldolgozásáról beszélünk, arról beszélünk, hogyan tehetjük ugyanazt a 3–3,5%-os FP-t a lehető legbiztonságosabbá, hogyan lehet újrafelhasználni az el nem égett urán-235-öt és a reaktorplutóniumot. Minden esetre megismétlem, mi az a „reaktor-plutónium”: a 239-es, 240-es és 241-es számú plutónium-izotópok keveréke. A Plutónium-240 az, ami miatt a reaktorban lévő plutónium soha nem válik fegyveres minőségű plutóniummá, vagyis amiből az elhasznált nukleáris plutónium az atomfegyverek elterjedése szempontjából üzemanyag-biztonságos.

Nem akarok teoretizálni, nézzük csak az üzemanyagrudak sorsát, miután kihúzták őket a reaktorból. A szerelvények belülről „sugároznak” és felmelegednek, mivel a nukleáris reakciók a PD-ben folytatódnak. Hová tegye ezt a „boldogságot”? Hát ne szállítsd! A víz, a legegyszerűbb víz, nagyon jól lelassítja a neutronokat – ezért a kiégett nukleáris fűtőanyaggal ellátott fűtőelemrudakat speciális helyszíni medencékbe helyezik. Miután a radioaktivitás és a hőmérséklet olyan értékre esik, amely lehetővé teszi a szállítást, a rudakat eltávolítják, speciális vastag falú tartályba helyezik, és speciális „száraz tárolóhelyekbe” szállítják. „Miután” a víz-víz reaktorok esetében három év, ennél kevesebb már lehetetlen. A közlekedés egyáltalán nem triviális művelet. A tüzelőanyag-rúd-szerelvényeket öntöttvasból és ólomból készült valamibe ragasszuk – ez a súly! Ezért a tartályok egyszerűen acélból készültek, de inert gázokkal vannak megtöltve - elnyelik a neutronokat és egyben lehűtik őket. És most magukat a konténereket szállító- és csomagolókomplexumokba küldik, ahol ismét az acél van, de már betonnal kiegészítve. Kihúzták őket a medencéből, konténerekbe rakták, gázt pumpáltak a konténerekbe, a konténereket becsomagolták és komplexekbe rögzítették, majd csak ezután hajtották el őket. Csak így és nem másképp.

Hová viszik? Száraz kiégett fűtőelem-tárolókat létesítettek Oroszországban, az USA-ban, Kanadában, Svájcban, Németországban, Spanyolországban, Belgiumban, Franciaországban, Angliában, Svédországban, Japánban, Örményországban, Szlovákiában, a Cseh Köztársaságban, Romániában, Bulgáriában, Argentínában, Romániában és Ukrajnában . Az összes többi ország kénytelen valahogy tárgyalni velük. Azonban miért teszem ezt? „Valahogy” – igen, világos, hogyan! Pénz. Nincsenek lehetőségek.

Technológia a kiégett nukleáris fűtőelemek konténeres tárolókban való tárolására, kettős célú konténerekkel (tárolásra és szállításra), Fotó: atomic-energy.ru

A száraz tárolás is nagy téma. Ez nem annyira minőség, mint inkább mennyiség kérdése. Több mint 400 kereskedelmi reaktor a világon, több száz kísérleti, kísérleti, kutatóreaktor, reaktorok más repülőgép-hordozók tengeralattjáróihoz... Igen. 378,5 ezer tonna kiégett fűtőelem – mai állapot szerint, 2016 nyarára. És évi 10,5 ezer tonna. És 3-3,5%-uk PD. Nem csak azt mondtam, hogy ez a rövidítés kitartóan további betűket kér... Sokat. Sok. Ezért van szükségünk sok tárolóhelyiségre; ezek nagy mennyiséget igényelnek. A többi követelmény egyértelmű: sugárbiztonság, bármilyen behatolás elleni védelem, a lehető legnagyobb távolság a nagyvárosoktól. A PD még három év víz alatt is aktív marad – ami azt jelenti, hogy van egy hűtőrendszer is, amely sugárbiztonsági rendszerrel van kiegészítve. Általában problémás, drága, de nincs lehetőség.

Nézzük egy kicsit részletesebben, hogyan szervezik ezt Oroszországban, hiszen a száraz kiégett fűtőelem-tárolónkat (az Ön engedélyével - a továbbiakban: kiégett fűtőelemek tárolója) a közelmúltban helyezték üzembe, és ez volt az első, olyan technológiai újításokat használjon, amelyek ma egyedülállóvá teszik. És ezek a szavak nem dzsingoisztikus hazaszeretet, hanem ténymegállapítás a NAÜ részéről.

A kiégett nukleáris fűtőelemek tárolójának építése Zheleznogorskban, a Bányászati ​​és Vegyipari Kombinátban (a továbbiakban: Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát) még 2002-ben kezdődött, de hat év telt el az aktív munka előtt: minden drámaian megváltozott, miután Oroszország elfogadta Az első szövetségi célprogram „A nukleáris és sugárbiztonság biztosítása a 2008 és 2015 közötti időszakra”. Ezt követően megoldódott a finanszírozás problémája, és a Bányászati ​​és Vegyipari Komplexum vezérigazgatója, Petr Gavrilov megmutatta, hogy napjainkban feltűrt ingujjjal is lehet dolgozni, egyértelműen ütemterv szerint és unalmas pénzügyi nélkül. csalások. 2011 decemberében üzembe helyezték a Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát kiégett fűtőelem-tárolóját (hú, micsoda rövidítések folyama lett belőle). Megcsináltuk! Pontosan a becslésen belül találkoztunk - 16 milliárd rubel, és pontosítsuk ezt a számot, hogy kényelmesebb legyen összehasonlítani a most elegánsan „nyugati partnereknek” nevezett országok költségeivel. A rubel-dollár árfolyam 2011-ben átlagosan 31 volt, így 516 millió dollárt fektettek be a mezőgazdaságba. A gázkémiai komplexumban a tárolás első szakaszának térfogata 8,129 ezer tonna, vagyis Oroszországban 6 millió 350 ezer dollár az aritmetika 1 ezer tonna kiégett fűtőelem tárolására (természetesen ezek csak a kezdeti költségek) .

És a felkiáltójellel ellátott „kezelt” szónak is oka van. A probléma az volt, hogy a Mayak gyártó egyesület nem dolgozta fel újra az RBMK típusú reaktorokból származó kiégett fűtőelemeket – csak a VVER reaktorokból. Ennek megfelelően megtörtént az RBMK üzemanyag „nedves” tárolóinak feltöltése, feltöltése és feltöltése. Ugyanebben a gázkémiai komplexumban egy nagy „vizes” tároló mentette meg az állomást a túlcsordulástól, de 2011-ben azt is zsúfolásig megtöltötték. Az orosz atomerőművek évente 650 tonna kiégett fűtőelemet állítanak elő, ennek fele RBMK-ból származó kiégett fűtőelem, bár mennyiségük lényegesen kisebb, mint a VVER-é: a reaktortechnológia olyan, hogy az RBMK-ban sokkal kevesebb üzemanyag ég el, mint a VVER-ben. . A helyzet 2011-ben emiatt nagyon feszült volt. Például a Leningrádi Atomerőmű „nedves” tárolója ekkor 95%-ban megtelt: még egy üzemanyag-lerakodás, és az atomerőművet egyszerűen le kell állítani. Az első vonat kiégett fűtőelemekkel 2012 februárjában érkezett meg Szentpétervárról - a problémát úgy oldották meg, hogy „egyszerűen” betartották a munkarendet. Hé, Vosztocsnij kozmodrom!... Keresd Pjotr ​​Gavrilov telefonszámát, kérj előadást a munkavégzésről. 2011 decembere óta megoldódott a leningrádi, kurszki és szmolenszki atomerőművek kiégett fűtőelemeinek problémája. Magából az MCC „nedves” tárolójából kerül a száraz tárolóba, és ebbe a három atomerőműből kerül át a szállítási lehetőségnél hosszabb ideig raktáron lévő SNF.

Miért az MCC-t választották a központi, fő tároló helyszínéül? Nos, mindenekelőtt a „vizes” tároló üzemeltetése során szerzett széleskörű tapasztalatok miatt, valamint azért, mert az MCC-ben egy évi 1500 tonna kapacitású kiégett fűtőelem-feldolgozó üzemet terveznek és építenek. Ismét kérjük, figyeljen a számokra: az orosz atomerőművek évente 650 tonna kiégett fűtőelemet állítanak elő, a Majak ebből 600-at, a Bányászati ​​és Vegyipari Kombinátban további 1500-at dolgoznak fel. Az újrafeldolgozási ütem a tervek szerint három szor nagyobb, mint a kiégett fűtőelemek mennyisége. Miért? Oroszország szovjet tervezésű reaktorokból kiégett fűtőelemeket fogadhat majd újrafeldolgozásra, ezek Ukrajnában, Örményországban, Bulgáriában, Csehországban, Finnországban találhatók, nem beszélve azokról az új atomerőművekről, amelyeket a Roszatom világszerte épít. Az ötlet kézenfekvő: nem csak a reaktorok építésével és üzemanyaggal való ellátásával lehet pénzt keresni, hanem úgymond az üzemelés utáni szakaszon is.

De más okai is vannak annak, hogy Zheleznogorsk városát (ami egykor Krasznojarszk-26 volt) választották a kiégett nukleáris fűtőelemek tárolására és újrafeldolgozására egyaránt. Ennek a létesítménynek a biztonsági rendszere régen épült, és a legkisebb eltérés nélkül működik. Az ilyen objektumok szeizmikus veszélye nagyon fontos pont, és Zheleznogorsk bolygónk egyik legbiztonságosabb zónájában található ebből a szempontból. Természetesen senki sem feledkezett meg a földrengésekről az építkezés során: az SH épület akár 9,7 pontos becsapódást is képes ellenállni. Igaz, a Föld történetében Szibériában nem voltak ilyen megrázkódtatások, de ha megtesszük, akkor tartalékkal. És az orosz nukleáris létesítményeknél hagyományosan figyelembe veszik azt is, ha egy repülőgép a tároló tetejére zuhan.

Mennyire aggódott a sugárbiztonság miatt? Az RT-2 üzem befejezetlen épületét gondosan elbontották, alapjaira alapos számítások után egy teljesen újat építettek. Az új épület egy pillanatra 80 ezer köbméter monolit vasbeton. De ezeket a falakat csak külső kerületnek nevezik - fontos, de nem a fő. Az SNF az atomerőművekből érkezik speciális, inert gázzal töltött tartályokban, amelyekben a „szerelvények” mereven vannak rögzítve. A gázvegyi üzemben speciális tartályokba helyezik – ismét inert gázzal töltve. A „szerelvények” tovább melegednek, így nem lehet nagy hűtés. Ezenkívül az inert gázok teljesen kiküszöbölik a korróziót, ami, látod, szintén fontos. A tolltartókat állványokra helyezzük, és egymástól távol helyezzük el, hogy ne zavarják a légáramlást. Mindezek az intézkedések azt hivatottak biztosítani, hogy a farm továbbra is nyugodtan működjön teljes áram- és személyzethiány esetén – bár fogalmam sincs, minek kell történnie egy ilyen esethez. Nos, talán a Krasznojarszk Területi léptékű rövidzárlat január 1-jén reggel... Egyszóval a NIKIMT-Atomstroy, amely mindezt tervezte, remek munkát végzett. És nem kell visszariadni a rövidítéstől - a Rosatom gondosan megőrzi az atomprojekt hajnalán megjelent neveket! A NIKIMT az Összeszerelési Technológiai Kutató és Tervező Intézet. Ufff!

Az MCC-t nem csak a NAÜ emberei látogatták meg. Jöttek például a japánok – és a szeizmikus biztonság miatt ömlöttek belőlük a meghatottság könnyei. Kérdezték a garantált eltarthatóságot, és nem akarták elhinni, hogy ez csak 50 év – biztosak voltunk benne, hogy ez valami vicc, hiszen az ő szabványaik szerint nem lehet kevesebb 100 évnél. Az USA-ból számológéppel érkeztek az emberek – kinevették a mi csekély GDP-nket: a kiégett nukleáris üzemanyag tárolása Zheleznogorskban 5,5-szer kevesebbe kerül, mint az övék. Különböző környezetvédelmi aktivisták és újságírók többször érkeztek, mindenfelé számlálókkal rohangáltak - semmi zaj, hiába próbálkozol. Az embereket a közmeghallgatásokra mindenféle utasításnak megfelelően hívták meg – a médián, a televízión és az interneten keresztül. A társadalmi aktivisták nem voltak lusták – jöttek és megvizsgáltak. Szibériában működik a Polgári Gyűlés Közéleti Környezetvédelmi Kamara Krasznojarszk terület(nem, hát ki jön ilyen rövid címekkel...), aki így összegezte a közmeghallgatások eredményeit: „A zseleznogorszki kiégett nukleáris fűtőelemek tárolójának biztonsága minden típusával kapcsolatban nincs alapja a vitának. ”

Nos, miközben mindenki rohangált és a fogát piszkálta, Pjotr ​​Gavrilov és az osztályvezető tőkeépítés Aleksey Vekentsev üzem folytatta a munkát - végül is 2011 decemberében csak a mezőgazdasági termelés első szakasza fejeződött be. Miután a NIKIMT szakembereivel együtt dolgozott a tartályokba való áttöltés teljes technológiai láncán, biztosítva az összes varrat tömítettségét és így tovább, az MCC tiszta lelkiismerettel folytatta a raktár bővítését. 2015 decemberében az Állami Bizottság aláírta a „teljes fejlesztés alatt álló” mezőgazdasági komplexum üzembe helyezéséről szóló okiratot - csendes, észrevétlenül múlt esemény, amelyet nagy médiánk magabiztosan és megbízhatóan nem vett észre. Mit jelent néhány tízezer betonkocka, amikor eljött az ideje, hogy megszámoljuk a strasszokat Kirkorov csóvában? A kiégett nukleáris fűtőelemek központosított száraztárolójának világa." És ismét - pontosan az ütemterv szerint. És ismét – korrupciós botrányok nélkül.

„Eddig az egyetlen a világon” – most az „egyelőre” szó hangsúlyozásával. Ugyanis 2012-ben és a mai napig Japán, Spanyolország és Dél-Korea már döntött ugyanazon központosított szárazraktár megépítéséről. Hangsúlyozom - ugyanaz. Az Egyesült Államok energiaügyi miniszter-helyettese is kétszer jött látogatóba, de kétségtelen, hogy ott nem jelenik meg „ugyanaz”. Hozzáadnak egy tornácot, és azonnal korszakalkotó know-how lesz. A kiégett nukleáris üzemanyag helyzete Amerikában azonban külön megjegyzést érdemel - ott minden nagyon drámai, bár helyenként meglehetősen komikus. Valamiféle amerikai „nukleáris hagyomány” - komoly projekteket úgy csinálni, hogy sokszor nem lehet mosolyogva ránézni, a centrifugára esküszöm!

Nos, mit jelent magának Oroszországnak a Zheleznogorsk mezőgazdasági termelés teljes volumenű építésének befejezése? Most már nem csak az RBMK reaktorokból származó kiégett fűtőelemek számára van elég hely, hanem a VVER reaktorokból származó kiégett fűtőelemek számára is, és nem csak magában az oroszországi atomerőművekben. Az MCC készen áll Ukrajna, Bulgária és Csehország területéről származó kiégett fűtőelemek tárolására fogadására, az örmény atomerőmű kiégett fűtőelemeinek „nedves” tárolója részleges kirakodásra készül. A végső cél azonban nem önmagában a kiégett fűtőelemek tárolása, hanem a nukleáris üzemanyagciklus lezárása: a Bányászati ​​és Vegyipari Kombináton a kiégett fűtőelemek újrafeldolgozására szolgáló kísérleti demonstrációs központ felépítését tervezik. . A kiégett fűtőelemek újrafeldolgozására mindenképpen visszatérek, de miután röviden „megvizsgáljuk”, mi történik a kiégett nukleáris fűtőelemek tárolásával különböző érdekes országokban.

Kapcsolatban áll

MOSZKVA, június 21. – RIA Novosztyi. A „Mayak” (Ozerszk, Cseljabinszki régió) állami vállalat „Rosatom” vállalata azt tervezi, hogy 2020-ra a világ első olyan vállalkozása lesz, amely elsajátítja a bármilyen típusú kiégett nukleáris üzemanyag (SNF) újrafeldolgozási technológiáit. főigazgató"Mayak" a stratégiai fejlesztéshez Dmitrij Kolupajev.

Az Atomexpo 2017 szervezője a Rosatom állami vállalat. A fórum általános információs partnere a RIA Novosti ügynökség (a MIA Rossiya Segodnya zászlóshajója).

A kiégett fűtőelemek újrafeldolgozása egy csúcstechnológiás folyamat, amelynek célja a kiégett nukleáris fűtőelemek sugárzási veszélyének minimalizálása, a fel nem használt komponensek biztonságos elhelyezése, szétválasztás hasznos anyagokés folyamatos használatuk biztosítása. A kiégett fűtőelemek ipari újrafeldolgozását három országban – Oroszországban, Franciaországban és Nagy-Britanniában – végzik.

A Mayak projektet hajt végre az általa újrafeldolgozott kiégett nukleáris fűtőelemek körének bővítésére. Különösen az orosz VVER-1000 reaktorokból származó kiégett fűtőelemek újrafeldolgozásának technológiáját sajátították el. Ez a projekt lehetővé teszi, hogy a következő másfél-két évben a vállalkozás az egyetlen olyan vállalkozás legyen a világon, amely bármilyen típusú kiégett fűtőanyagot képes újra feldolgozni, beleértve a külföldi tervezésű kiégett nukleáris fűtőelemeket, valamint a hibás fűtőelem-kazettákat. Ez további versenyelőnyökhöz juttatja a Rosatomot a világpiacon.

A Mayak az első ipari létesítmény a hazai nukleáris iparban. A szovjet létrehozásához szükséges, fegyveres minőségű plutónium előállítására hozták létre atomfegyverek. A Mayak munkájának kiemelt területei jelenleg a kiégett nukleáris fűtőelemek újrafeldolgozása, az izotópok és sugárzásfigyelő berendezések gyártása, valamint az államvédelmi megrendelések végrehajtása.

"Mindenevő" komplexus

"Mögött utóbbi évek A Mayak jelentős előrelépést tett a kutatóreaktorokból származó kiégett nukleáris fűtőelemek újrafeldolgozása terén. Számos tüzelőanyag-összetétel feldolgozását sikerült elsajátítani, de a kulcsprojekt valószínűleg az urán-cirkónium üzemanyag újrafeldolgozása lesz. Az ehhez szükséges termelési létesítményeknek még ebben az évben el kell készülniük” – mondta Kolupaev.

Kifejtette, ez egy kísérleti üzem lesz, amivel először tesztelhetjük a szükséges technológiákat, majd ténylegesen termelőüzemmé válik.

„Viszonylag kevés ilyen fűtőanyag van, és ez elsősorban az atomjégtörőink kiégett fűtőanyaga, amely északon egy száraz konténeres tárolóban található, de nem használható sokáig. Ezért meg kell oldani az ilyen típusú kiégett fűtőelemek újrafeldolgozásának feladatát, ehhez pedig nem nagy termelési kapacitások kellenek” – jegyezte meg a hivatal beszélgetőtársa.

A kiégett urán-cirkónium nukleáris fűtőelemek kísérleti újrafeldolgozását 2018-ig kell végrehajtani – tette hozzá Kolupaev. "Ez tulajdonképpen abszolút technológiai vezetővé teszi a Mayak-et a vállalatunk által feldolgozható üzemanyag-összetételek skáláját tekintve, mivel a technológia elsajátítása után bármilyen üzemanyag-összetételt képesek leszünk feldolgozni" - mondta.

"És az utolsó pont talán a Belojarski Atomerőmű első szakaszának AMB reaktoraiból származó kiégett fűtőelemek újrafeldolgozásának fejlesztése lesz. A probléma nem annyira magukban az üzemanyag-összetételben van (több tucat fajta üzemanyagot használtak fel). az állomás első és második blokkjában), hanem a kiégett fűtőelemek geometriai méreteiben.” – mondta Kolupaev.

Ezek a szerelvények elérik a 14 méteres hosszt, levágásukhoz speciális szerelésre van szükség – magyarázta.

„A tervek szerint 2020-ra készül el. Aztán egy „mindenevő” feldolgozó komplexum teljes egészében létrejön a Mayaknál – mint pl. különböző típusok SNF, illetve a kiégett fűtőelem-kazetták méretét tekintve” – jegyezte meg a Mayak vezérigazgató-helyettese.

Radioaktív hulladékok újrafeldolgozása

A kiégett fűtőelemek újrafeldolgozása mellett a Majak aktívan fejleszti a radioaktív hulladékok újrafeldolgozásának technológiáját – emlékeztetett Kolupaev.

„A vállalkozás a közeljövőben azt tervezi, hogy megkezdi a hosszú élettartamú, közepes aktivitású, elsősorban plutóniumtartalmú hulladékok szilárdítására szolgáló létesítmény üzemeltetését, amelyre a cementálás, ahogy mondjuk az Egyesült Királyságban dolgozó kollégáink teszik, nem optimális. A megközelítés egy kerámiaszerű mátrix használatán alapul, amely nagy tartóssággal és jó hulladékkapacitással rendelkezik” – mondta.

A tavalyi év egyfajta „start-up” év volt a Mayak számára egy forrásfeldolgozási projekt megvalósítása szempontjából ionizáló sugárzás jegyezte meg Kolupajev.

"A visszaküldött források mennyiségével kapcsolatos kötelezettségeinknek maradéktalanul eleget tettünk. Ebben az évben jelentősen megnő az újrahasznosításra visszaküldött források mennyisége. Optimalizáljuk a forrás-újrahasznosítás technológiáját, hogy olcsóbbá és vonzóbbá tegyük az ügyfelek számára. Ez Ez egy nagyon fontos terület, amely lehetővé teszi partnereink számára, hogy teljes körű szolgáltatást kapjanak – a források átadásától a teljes ártalmatlanításig” – tette hozzá.

MOSZKVA, november 20. – RIA Novosti. A "Rosatom" állami vállalat "Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát" (Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát, Zheleznogorsk, Krasznojarszk Terület) vállalkozása megkezdte az orosz atomerőművekből származó kiégett fűtőelemek (SNF) kísérleti újrafeldolgozását egyedi technológiákkal, amelyek nem jelentenek kockázatot. környezetvédelmi szempontból, ipari méretekben ez a "zöld" feldolgozás 2020 után kezdődik meg a gázkémiai komplexumban.

Az MCC izotóp vegyi üzemben korábban megépült a világ legmodernebb, az atomerőművi reaktorokból származó kiégett fűtőelemek radiokémiai feldolgozására szolgáló kísérleti demonstrációs központ (ODC) indító komplexuma, amely az ún. 3+ generáció. Az indítókomplexum lehetővé teszi a kiégett nukleáris fűtőelemek félig ipari méretekben történő újrafeldolgozásának technológiai rendszereinek kidolgozását. A jövőben a tervek szerint az ODC alapján egy nagyméretű RT-2 üzemet hoznak létre a kiégett nukleáris fűtőelemek regenerálására.

Az ODC-ben alkalmazott technológiák egyik jellemzője a folyékony kis aktivitású radioaktív hulladék teljes hiánya. Így az orosz szakembereknek a világon először lesz egyedülálló lehetőségük arra, hogy a gyakorlatban is bebizonyítsák, a nukleáris anyagok újrafeldolgozása a környezet károsítása nélkül lehetséges. Szakértők szerint Oroszországon kívül jelenleg egyetlen ország sem rendelkezik ilyen technológiákkal. A központ megépítése technológiailag a valaha volt legbonyolultabb projekt volt. közelmúltbeli történelem GHC.

Az MCC történetében először, a Balakovo Atomerőmű VVER-1000 reaktorának kiégett fűtőelem-kazettáját, amelyet 23 évig az erőműben tároltak, az ODC egyik „forró kamrájába” helyezték - egy dobozba a távolról. ellenőrzött munkavégzés erősen radioaktív anyagokkal - közölte hétfőn az orosz nukleáris ipari lap vállalati kiadványa, a "Roszatom országa".

"Elkezdjük kidolgozni a módozatokat (a kiégett nukleáris fűtőelemek újrafeldolgozása). Most az a lényeg, hogy minőségileg kidolgozzuk azt a technológiát, amely az RT-2 erőmű alaptervében lesz" - magyarázta Igor Seelev, az izotóp igazgatója. a Bányászati ​​és Vegyi Üzem vegyi üzeme, idézi a lap.

"Zöld" technológiák

Először a kiégett fűtőelem-kazetta úgynevezett termokémiai nyitását és feldarabolását hajtják végre. Ezután kezdődik a voloxidáció (az angol volumetrikus oxidációból, volumetric oxidation) - ez a művelet megkülönbözteti az SNF 3+ generációját az előző generációtól. Ez a technológia lehetővé teszi a radioaktív trícium és jód-129 gázfázisba történő desztillációját, és megakadályozza a folyékony radioaktív hulladék képződését az üzemanyag-kazetta-töredékek tartalmának feloldása után.

Voloxidáció után az üzemanyagot feloldásra és extrakcióra küldik. Az uránt és a plutóniumot elválasztják, és urán és plutónium-dioxid formájában visszavezetik az üzemanyagciklusba, amelyből a tervek szerint vegyes oxidos urán-plutónium MOX üzemanyagot állítanak elő gyorsneutronos reaktorok számára, valamint REMIX üzemanyagot termikus neutronreaktorokhoz, amelyek a a modern atomenergia alapja.

A hasadási termékeket kondicionálják, üvegesítik és védőtartályba csomagolják. Nem maradt folyékony radioaktív hulladék.

Edzés után új technológia Az SNF újrafeldolgozását az ODC második, teljes szakaszában való felhasználásra bővítik, amely a zárt nukleáris üzemanyagciklus (CNFC) ipari alapja lesz. Az épület építése és az ODC második üteme most fejeződik be. Az ipari méretű kísérleti demonstrációs központ várhatóan 2020 után kezdi meg működését, 2021-ben pedig több tíz tonna VVER-1000-es reaktorokból származó kiégett fűtőelem újrafeldolgozására számít az MCC – közölte a Strana Rosatom a vállalkozás vezérigazgatójára hivatkozva. , Petr Gavrilov.

A nukleáris üzemanyag körforgásában vélhetően a nukleáris üzemanyag kibővült újratermelése miatt jelentősen bővül az atomenergia fűtőanyag-bázisa, és lehetőség nyílik a radioaktív hulladékok mennyiségének csökkentésére is a „kiégés” miatt. veszélyes radionuklidok. A szakértők megjegyzik, hogy Oroszország az első helyen áll a világon a gyorsneutronreaktorok építésének technológiáiban, amelyek szükségesek a CNFC megvalósításához.

A "Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát" Szövetségi Állami Egységes Vállalat szövetségi nukleáris szervezet státuszával rendelkezik. Az MCC a Rosatom kulcsfontosságú vállalkozása egy zárt nukleáris üzemanyagciklus technológiai komplexumának létrehozásában innovatív technológiákúj generáció. Az MCC a világon először koncentrál egyszerre három csúcstechnológiás folyamatot - az atomerőművi reaktorokból származó kiégett nukleáris üzemanyag tárolását, annak újrafeldolgozását és új nukleáris MOX-fűtőanyag előállítását a gyorsneutronos reaktorok számára.

Az atomreaktorban lévő üzemanyag radioaktívvá válik, azaz veszélyes a környezetre és az emberre. Ezért távolról kezelik és vastag falú csomagolást használnak az általa kibocsátott sugárzás elnyelésére. A kiégett nukleáris fűtőelem (KNT) azonban a veszélyen túl kétségtelen előnyökkel is járhat: a friss nukleáris üzemanyag előállításának másodnyersanyaga, hiszen urán-235-öt, plutónium-izotópokat és urán-238-at tartalmaz. A kiégett nukleáris üzemanyag újrafeldolgozása csökkenti az okozott károkat környezet az uránlelőhelyek fejlesztésének eredményeképpen, mivel a friss üzemanyagot tisztított uránból és plutóniumból - a kisugárzott üzemanyag feldolgozási termékeiből - állítják elő. Ezenkívül a kiégett fűtőelemekből a tudományban, a technológiában és az orvostudományban használt radioaktív izotópok szabadulnak fel.

SNF tároló és/vagy feldolgozó vállalkozások - a Majak Termelő Egyesület (Ozersk, Cseljabinszki régió) és a Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát (Zheleznogorsk, Krasznojarszk Terület) a Roszatom Állami Társaság nukleáris és sugárbiztonsági komplexumának része. A Mayak Termelő Egyesületnél a kiégett nukleáris fűtőelemek újrafeldolgozása folyik, a Bányászati ​​és Vegyipari Kombinátban pedig a kiégett fűtőelemek új „száraz” tárolójának építése fejeződik be. Fejlesztés atomenergia hazánkban nyilvánvalóan a kiégett nukleáris fűtőelemek kezelésével foglalkozó vállalkozások méretének növekedésével jár, különösen mivel az orosz nukleáris energiaipari komplexum fejlesztési stratégiái egy zárt nukleáris üzemanyagciklus megvalósítását foglalják magukban, tisztított urán és a kiégetttől elkülönített plutónium felhasználásával. nukleáris üzemanyag.

Ma már csak négy országban – Oroszországban, Franciaországban, Nagy-Britanniában és Japánban – működnek kiégett fűtőelemek újrafeldolgozó üzemei. Oroszország egyetlen működő üzeme - a Mayak PA-ban található RT-1 - tervezett kapacitása 400 tonna kiégett fűtőelem évente, bár jelenlegi terhelése nem haladja meg az évi 150 tonnát; A Bányászati ​​és Vegyipari Kombinát RT-2 üzeme (évi 1500 tonna) fagyott építési szakaszban van. Franciaország jelenleg két ilyen üzemet üzemeltet (UP-2 és UP-3 Cap La Hague-ban), amelyek összkapacitása évi 1600 tonna. Ezek az üzemek egyébként nem csak francia atomerőművekből származó üzemanyagot dolgoznak fel, ennek feldolgozására több milliárd dolláros szerződést kötöttek németországi, japán, svájci és más országok energiavállalataival. A Thorp üzem az Egyesült Királyságban üzemel, évi 1200 tonna kapacitással. Japán Rokkasa-Mura településen üzemel, amelynek kapacitása évi 800 tonna kiégett üzemanyag; egy kísérleti üzem is működik Tokai-Murában (évente 90 tonna).
Így a világ vezető atomhatalmak ragaszkodjanak a nukleáris üzemanyagciklus „bezárásának” gondolatához, amely fokozatosan gazdaságilag életképessé válik az uránbányászati ​​költségek emelkedésével összefüggésben, amely az ércben alacsony urántartalmú, kevésbé gazdag lelőhelyek kialakítására való átálláshoz kapcsolódik.

A Mayak PA izotóptermékeket is gyárt – radioaktív forrásokat a tudomány, a technológia, az orvostudomány és a mezőgazdaság számára. A stabil (nem radioaktív) izotópok előállítását az Elektrokhimpribor Üzem végzi, amely államvédelmi megrendeléseket is teljesít.