Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.50

В силу указанных обстоятельств использование подкритической системы, например, в виде ЭЛЯУ с бланкетом для сжигания кюрия было бы радикальным средством для исключения любых неблагоприятных эффектов реактивности.

Для надежного отвода тепла радиоактивного распада 244Ст, которое будет постоянно выделяться, бланкет ЭЛЯУ может представлять собой баковую конструкцию, заполненную, например, расплавленным свинцом. Причем в центральной части свинец используется как материал мишени, где генерируются нейтроны для подсветки бланкета, а собственно бланкет, окружающий мишень, содержит засыпку графитовых твэлов с кюриевым топливом, погруженных в расплавленный свинец, который выполняет роль теплоносителя. Не исключается и применение цилиндрических графитовых элементов, содержащих микрочастицы кюриевого топлива.

В легководных реакторах на МОХ-топливе накопление кюрия может достигать 40 кг/(ГВт(эл.) - год) с учетом превращения 243Ат в 244Ст путем захвата нейтронов. Тогда в одной ЭЛЯУ с бланкетом мощностью 1200 МВт(эл.) мог бы сжигаться кюрий, накапливаемый при работе легководных реакторов суммарной мощностью 30 ГВт(эл.).

П.3. ОБ УМЕНЬШЕНИИ АКТИВАЦИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЯЭУ

Наряду с накоплением продуктов деления в ЯЭУ под воздействием нейтронного облучения происходит также активация используемых конструкционных материалов. Так, например, в легководных реакторах - это циркониевые сплавы, используемые в качестве материала оболочек твэлов и чехлов ТВС, в быстрых реакторах -нержавеющие стали. В рассматриваемых перспективных ЭЛЯУ наряду с активацией конструкционных материалов интенсивной бомбардировке как первичного пучка частиц ускорителя, так и частиц, рождающихся в результате внутриядерного и межъядерного каскада, активируется материал мишени. В установках термоядерного синтеза - это активация материала первой стенки в результате бомбардировки жесткими термоядерными нейтронами.

Активированные конструкционные материалы могут содержать как долгоживущие радионуклиды, так и сравнительно короткожи-вущие, которые распадутся после недолгой выдержки. Что касается долгоживущих радионуклидов, то, вообще говоря, их обезвреживание путем трансмутации нейтронами потребует дополнительного и немалого расхода нейтронов (да к тому же возможно «высокопоточных» нейтронов).

В то же время в отношении конструкционных материалов, используемых в ЯЭУ, существует и иная возможность уменьшения наведенной активности наряду с применением новых малоактиви-руемых материалов. Эта возможность связана с формированием изотопного состава конструкционных материалов перед их использованием в ЯЭУ. Очевидное преимущество такого подхода связано с тем, что при этом операция изотопного разделения будет осуществляться в отношении стабильных (а не радиоактивных) нуклидов, что много проще и безопаснее.

Ниже рассматриваются два примера: предварительное обогащение природного циркония перед его использованием в легководных реакторах и формирование изотопного состава компонентов стали НТ-9 для снижения ее активации в бланкете термоядерной установки.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒