Горючее для ядерных реакторов получается из природного урана. Изотопный состав природного урана: U238 (99,28%), U235 (0,71%), U234 (0,006%). Ядерным горючим является обогащенный (до 3%) уран U235, торий Th232, плутоний Pu239 (5, 7(. Разведанные запасы ядерного горючего в настоящее время составляют: 2 млн. тонн урана, 4 млн. тонн тория. В земных недрах плутоний Pu239 содержится в ничтожных количествах, но с помощью технологических реакторов–размножителей в США и в СССР в настоящее время наработано по 50 тонн плутония. Необходимо заметить, что плутоний Pu239 обладает очень высокой токсичностью. Специалисты считают, что вещества плутониевого шара размером с апельсин (массой около 5 кг), если его перевести в мелкодисперсное состояние, будет достаточно, чтобы все население земного шара заболело раком.
10.2. Изменение состава ядерного горючего в открытом цикле Технологическая цепочка по добыче и переработке урана выглядит следующим образом:
РУДНИК
природный уран: 993 кг U238, 7 кг U235 (всего 1000 кг) ЗАВОД ОБОГАЩЕНИЯ
95,6 кг U238, 4,4 кг U235 (4,4%) (всего 100 кг) ◄◄ отвальный уран на хранение 897,3 кг U238, 2,7 кг U235 (всего 900 кг) до использования в реакторах на быстрых нейтронах ЗАВОД ИЗГОТОВ- ЛЕНИЯ ТВЭЛов
►► перевозка и загрузка ТВЭЛов в реактор
АКТИВНАЯ ЗОНА РЕАКТОРА АЭС
отработавшие ТВЭЛ ◄◄ на хранение до поступления на завод по переработке РАДИОХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД ПЕРЕРАБОТКИ ТОПЛИВА
94,05 кг U238, 1,26 кг U235, 0,74 кг ( Pu233 + Pu241) 3,97 кг продуктов деления (всего 96,03 кг) ХРАНИЛИЩА ОТХОДОВ
В отвал уходит около 90% добытого урана и лишь 10% попадает в реактор. В реакторах на тепловых нейтронах использовать обедненный уран невозможно. Но использование природного и даже обедненного урана вполне возможно в реакторах на быстрых нейтронах или в быстрых реакторах (БР). В этом причина и необходимость создания мощных промышленных энергетических реакторов, требующих для своего охлаждения специальных теплоносителей, например, жидкого натрия. Эти реакторы характеризуются зоной воспроизводства, в которой размещается обедненный уран для получения из него плутония и последующего его деления. Но для функцио-нирования таких реакторов в их активную зону необходимо загружать или уран, обогащенный по U235 до 25% или лучше плутоний, который может быть выгружен из тепловых реакторов. Это означает, что длительное время будут сосуществовать «тепловые» и «быстрые» реакторы.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Ядерное горючее» з дисципліни «Основи ядерної фізики та радіаційна безпека»
