Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.3

Рециклирование (и-Ри)-топлива приводит (и это уже имеет место при работе европейских легководных реакторов) к накоплению трансурановых элементов (243Ат, изотопов кюрия, берклия, калифорния и т.д.). Эффективная их утилизация - это еще одна проблема обращения с МА, рассмотрение которой находится в самом начале.

Обеспокоенность по поводу проблемы безопасного обращения с РАО оказывает сдерживающее влияние на развитие ядерной энергетики. Поэтому в настоящее время проводятся исследования как всех аспектов надежного захоронения РАО, так и исследования по выявлению потенциала ядерной технологии по обезвреживанию (трансмутации) долгоживущих РАО. Причем в последнем случае в качестве сверхзадачи можно рассматривать трансмутацию не отдельных (одного-двух) наиболее опасных продуктов, а всех (или почти всех) долгоживущих радионуклидов с тем, чтобы вообще исключить из рассмотрения проблему «вечного» захоронения наиболее опасных долгоживущих радионуклидов.

В настоящем пособии рассмотрение ограничивается анализом физических процессов трансмутации долгоживущих РАО в нейтронных полях различного спектра и интенсивности, описанием различных источников нейтронов для нужд трансмутации, а также пути выжигания МА. Сформулированы общий подход и критерии, определяющие эффективность трансмутационного процесса. Анализируется потенциал инновационных технологий, таких, как технологии электроядерных и термоядерных установок для обезвреживания наиболее опасных долгоживущих радионуклидов.

Рис. 1.1. Массовые распределения продуктов деления 235и нейтронами различных энергий: 1 - тепловые нейтроны; 2 - нейтроны с энергией 14,1 МэВ

1. ВЫСОКОТОКСИЧНЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ -ПРОДУКТЫ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ ДЕЛЕНИЯ

Среди РАО ядерных технологий наибольшую опасность представляют долгоживущие радионуклиды высокой удельной активности, которые получаются при переработке облученного топлива ядерных реакторов. Нужно также учитывать, что подобные высокоактивные отходы могут получаться при переработке облученного топлива электроядерных установок и термоядерных установок с подкритическим бланкетом, которые обычно называют гибридными термоядерными реакторами.

Продукты деления содержат большое количество различных по свойствам нуклидов, составляющих едва ли не половину таблицы Д.И. Менделеева. Массовые выходы продуктов деления зависят от энергии нейтрона, вызвавшего деление. На рис. 1.1 приведены распределения выходов продуктов деления в зависимости от массового числа при делении 235и тепловыми нейтронами и нейтронами с энергией 14,1 МэВ.

Из рис. 1.1 видно, что различие в выходах весьма существенно для области средних массовых чисел (110^130) и, в частности, для таких продуктов деления, как палладий и йод, которые оказывают влияние как на процесс переработки топлива, так и на биологическую опасность отходов.

В результате использования водных, а также неводных методов переработки облученного топлива в составе РАО оказывается основная масса продуктов деления, а также небольшая часть неиз-влеченных тяжелых нуклидов (^ Pu и MA). В качестве примера в табл. 1.1 приведен состав элементов, которые содержатся в РАО после переработки облученного уранового топлива легководного реактора и извлечения урана и плутония (99,5%).


⇐ вернуться назад | | далее ⇒