Небольшой ликбез от tnenergy по теме прекращения утилизации ОЯТ Украины в РФ

Аватар пользователя Ctavr

Ранее была новость

"Украина с 2017 года не будет платить России по 200 миллионов долларов ежегодно за утилизацию отработавшего ядерного топлива, заявил министр энергетики и угольной промышленности Игорь Насалик, выступая в Верховной рады. Он пояснил, что на Украине теперь есть свое хранилище отработавшего топлива, что позволит полностью диверсифицировать утилизацию."



Такие контейнеры собирается использоваться Украина для хранения ОЯТ. На разрезе видно устройство - внутри распологается корзина с ОЯТ, расположенная в металлической ампуле из 2 см нержавейки с заваренной крышкой - и все это в толстом бетонном контейнере, снабженном сетью датчиков. Вверху расположен воздуховод для выхода охлаждающего воздуха.

Проблема только в том, что министр перепутал два хранилища (он там еще и запутался или сознательно соврал в процентах загрузки топливом Вестингхауз блока ЗАЭС-5) - почти готовое к вводу ХОЯТ-2, расположенное в 1,8 км Чернобыльской АЭС и предназначенное от  для хранения кондиционного (т.е. неповрежденного) отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и поглощающих элементов реакторов типа РБМК и проектируемое по технологии HOLTEC Центральное ХОЯТ, которое тоже будет расположено в чернобыльской зоне очуждения, где планируется хранить ОЯТ с ВВЭР-1000 и ВВЭР-440. А деньги Росатому сегодя платятся за временное хранение ОЯТ ВВЭР-1000 на централизованном мокром хранилище (оно функционирует на ГХК в городе Железногорске), за перерабатываемое на "Маяке" ОЯТ двух имеющихся на Украине реакторов ВВЭР-440 (причем уран и плутоний Маяк оставляет себе, а остеклованные высокоактивные отходы переработки должен будет в последствии передать на Украину - когда там сподобятся построить еще и хранилище ВАО).

Технология перегрузки ОЯТ ВВЭР на мокром хранилище ГХК: 1. Состав с ОЯТ, 2. Выгрузка контейнеров с ОЯТ с состава 3. Снятие внешней крышки и установка в бассейн 4. выгрузка корзины с ОЯТ из контейнера. 5. Вид на бассейны с ОЯТ (закрыты настилом).

Тут надо сказать пару слов про технологии хранения ОЯТ. Изначально хранение изъятой из реактора облученной ТВС возможно только под водой - иначе 20 киловатт тепловой мощности радиоактивного распада очень быстро расплавят ТВС, а 30 тысяч рентген ионизирующего излучения поубивают всех вокруг. Однако после 2-3 лет выдержки, самые активные нуклиды в топливе распадаются, и мощность и радиоактивность ТВС позволяют хранить ее уже в бетонной защите, охлаждая воздухом.


В России, кстати, тоже производят контейнеры для ОЯТ - только не для хранения, а для перевозки (более сложные по конструкции). На изображении - металобетонный контейнер для перевозки разделанных ОЯТ из ХОЯТ Ленинградской АЭС на постоянное сухое хранилище ГХК

Тем не менее в СССР для централизованного хранилища была выбрана технология “мокрого” хранения ОЯТ, как наиболее отработанная и понятная, и в чем-то более простая - например перегружать ОЯТ можно обычными кранами с захватами, а не манипулятором в горячей камере. Причем, в отличии от АЭС с РБМК реакторы ВВЭР-1000 не будут оборудоваться пристанционными большими хранилищами отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Причина тому была, по-видимому, в необходимости разместить все ядерно и радиационно опасные объекты АЭС под защитной оболочкой (контейнментом), что резко ограничило размер пристанционного хранилища ОЯТ. Собственно это хранилище я показывал, оно называется “бассейн выдержки”.


Есть в России и промежуточное сухое хранилище ОЯТ - на той же площадке ГХК. Только хранение ампул с ОЯТ ТВС здесь не в отдельных контейнерах, а в ячейках в специальном здании. На заднем плане, кстати, перегрузочная машина для ампул.


Внешний вид и разрез хранилища. Слева от ячеек - комплекс по перегрузке ОЯТ из контейнеров с изображения выше в ампулы.

В США же развивали гораздо более дешевую контейнерную технологию. Ее идея в том, чтобы избавиться от капитальных сооружений, которые необходимо лицензировать на ядерную и радиационную безопасность, а так же удлинить срок хранения с десятков до сотен лет. По ней некое количество ТВС помещается в герметичную ампулу из нержавеющей стали, откачивается от влаги и воздуха и заполняется гелием или аргоном. Размеры ампулы что-то вроде 1 метра диаметром и 3,5-4 метра высотой. Ампула ставится в вентилируемую полость внутри большого бетонного контейнера. ТВС в гелиевой атмосфере разгореваются до ~100 градусов С, снаружи ампула имеет температуру на пару десятков градусов выше температуры окружающего воздуха и охлаждается конвективно. Бетон обеспечивает защиту ТВС от огня, падений каких-нибудь кранов на ампулу и атмосферных осадков, а персонал - от гамма-излучения идущего от ТВС. Единственный минус такой схемы - вес контейнера с ТВС, доходящий до 150 тонн, но все равно, производство специальных транспортных средств обходится дешевле, чем строительство зданий.


Транспортер металобетонных контейнеров с ОЯТ по технологии Holtec

На ЗАЭС такое хранилище способно разместить 380 бетонных контейнеров с 9120 ТВС - такое количество образуется за 36 лет работы АЭС. Учитывая, что заполнение СХОЯТ ЗАЭС началось в 2001 году, его вполне может хватить на всю жизнь АЭС, ну или потребуется не очень значительное расширение площадки.


Площадка хранения контейнеров с ОЯТ на Запорожской АЭС функционирует с 2001 года. Планируемая ЦХОЯТ будет очень похожа по технологии.


Единственное функционирующее на сегодня в Украине СХОЯТ на площадке Запорожской АЭС, предназначенное для хранения 380 металлобетонных контейнеров с 9120 ТВС ВВЭР-1000  - сухого контейнерного типа.

Контейнеры с ОЯТ на площадке СХОЯТ ЗАЭС поближе. Видны вентиляционные щели и кабели датчиков.


ХОЯТ-2 на площадке ЧАЭС, почти законченное в данный момент (подробное видео с площадки, снятое в апреле 2016), слегка отличается методом хранения - металлические пеналы с ампулами с ТВС будут располагатся в ячейках общего бетонного модуля хранения. Вот это хранилище и планируется ввести в строй в 2017, и начать перегрузку ОЯТ из мокрого пристанционного ХОЯТ чернобыльской АЭС старого топлива РБМК. За хранение этого ОЯТ Украина платит деньги только персоналу ХОЯТ, и персонал этот вполне себе украинский.



Здание разделки ТВС и упаковки их в ампулы для хранения на площадке ХОЯТ-2. Интересно, что оно уже строилось в 2004 году, когда я был на ЧАЭС.

В свою очередь ЦХОЯТ (подробнее о проекте) будет введено в строй дай бог в 2020 году, и еще очень долго будет выполняться перевозка временно размещенного ОЯТ из Железногорска до этого хранилища - думаю, что это займет не меньше десяти лет. Кроме того есть еще ВАО на Маяке, которое тоже хранится за деньги, и для которого надо построить отдельное сооружение. Так что еще внуки Насалика успеют стать успешными украинскими бизнесменами (или чиновниками), а Украина все еще будет платить России за ОЯТ.

P.S. У этих проектов есть некий шлейф "это безумный ядерный могильник", "никто не хранит ОЯТ на поверхности земли" - это от незнания. ОЯТ вполне успешно хранят на поверхности Земли (фактически только на поверхности и хранят, не считая редких исключений) и только окончательно захоранивать собираются под землей - разница в сроках, хранить обычно расчитывают 100 лет с возможным продлением (при котором, возможно, придется заменять оболочку хранимого топлива на более новую), а захоранивать надо так, что бы за полмиллиона лет ничего с топливом не случилось. Ровно так же, пока нет никаких признаков, что ЦХОЯТ в Украине проектируют под завод зарубежного ОЯТ (тем более, что в Европе ОЯТ в основном перерабатывают) - его размеры соотвествуют выгрузке АЭС Украны на ближайшие 30-40 лет.

http://tnenergy.livejournal.com/81423.html

Комментарии

Аватар пользователя Ника. Просто Ника

Мне вот интересно, а если украина таки откажется платить за хранение?

Комментарий администрации:  
*** отключен (систематические оскорбления сообщества) ***
Аватар пользователя Older
Older(9 лет 10 месяцев)

Стоит, наверное, подчеркнуть, что СХОЯТ -- это отложенное решение. Наследство, так сказать, потомкам, которые чего-нибудь да придумают. Наверное. А если и нет, то и хрен с ними.

Аватар пользователя green
green(11 лет 1 месяц)

С потомками или отходами?surprise

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Good Evil
Good Evil(8 лет 1 месяц)

Тут уж кто первый успеет

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(12 лет 2 месяца)

Глянул на фотки и обратил внимание на нехреновое свечение "Черенкова" в воде - это топливо ни хрена не отработанное, а уж если греется ещё - значит его надо перерабатывать, там как минимум треть - ещё можно использовать!

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 5 часов)

  Ну так гаммой там фонить есть чему отсюда и свечение. Оно отработанное  и совсем не переработанное ОЯТ ВВЭР-1000 только только мы начали перерабатывать. А фонить там есть чему не просто так 2-3 года в бассейне выдержки держат.

Сложность проблем обращения с ОЯТ вызвана, в первую очередь, высокой активностью, достигающей миллионов кюри на тонну, значительным тепловыделением после выгрузки из реактора, наличием в составе отработавшего топлива значительного количества делящихся веществ. Серьезную опасность представляет также токсичность некоторых радионуклидов, содержащихся в составе ОЯТ.
    Мощность дозы является одной из основных характеристик ОЯТ. Примерно на 95 процентов мощность дозы обусловлена гамма-излучением продуктов деления, остальное приходится на долю накопившихся актинидов. Наибольший вклад в дозу вносят короткоживущие изотопы циркония, ниобия, молибдена, технеция, рутения, родия, йода, ксенона, цезия, бария, лантана, церия, празеодима. Мощность дозы заметно уменьшается со временем, прошедшим после облучения топлива в реакторе. Через три года она составляет примерно 1/600 часть от только что выгруженного топлива. Аналогично изменяется со временем суммарная активность продуктов деления, хотя спад этой величины более медленный.
    Вначале активность ОЯТ определяется в основном короткоживущими осколками деления, а после нескольких сотен лет хранения - актинидами. Через несколько сотен тысяч лет активность ОЯТ понижается до равновесного уровня естественного урана, использованного при изготовлении топлива. Переработка ОЯТ с извлечением урана и плутония существенно снижает этот срок до нескольких десятков тысяч лет.
    Наибольший вклад в активность отработавшего топлива с трехлетним временем выдержки вносят: 137Cs + 137mBa (24%), 144Ce + 144Pr (21%), 90Sr + 90Y (18%), 106Ru + 106Rh (16%), 147Pm (10%), 134Cs (7%), относительный вклад 85Kr, 154Eu, 155Eu равен приблизительно 1% от каждого изотопа.
    Перед началом облучения в единице массы (1 тонна урана) стандартного топлива реактора ВВЭР-1000 содержится 44 кг 235U и 956 кг 238U. В конце трехлетней кампании уран частично выгорает, оставляя 40 кг продуктов деления и 11 кг актинидов, в которых около 10 кг плутония, 0,6 кг нептуния, 0.2 кг америция, 60 г кюрия. Вклад актинидов в суммарную дозу гамма-излучения на момент выгрузки незначителен и не превышает 5%. Их относительный вклад в полную активность ОЯТ существенно выше - около 20%.
    Примерно 4/5 всех актинидов являются альфа-излучателями и около 1/5 - бета-излучателями. Средняя энергия гамма-квантов смеси актинидов в 5-7 раз ниже средней энергии смеси продуктов деления. Заметную роль играет низкоэнергетическое рентгеновское излучение с энергией от 20 до 100 кэВ. Многие актиниды способны к спонтанному делению. Нейтроны спонтанного деления не вносят заметного вклада в суммарную плотность потока нейтронов работающего ядерного реактора, однако наличие в составе ОЯТ спонтанно делящихся изотопов накладывает существенные ограничения на технологии обращения с ОЯТ.

Аватар пользователя Производственник

Глупый вопрос конечно, но тепло от отработанного топлива в хранилище - нельзя как то использовать? Ну там греть воду для обогрева города, рядом расположенного, через разделительный контур, или еще как?

Аватар пользователя MCC
MCC(10 лет 7 месяцев)

Оно сравнительно небольшое, нет смысла связываться.

Аватар пользователя ViSlav
ViSlav(9 лет 4 месяца)

Чего чего, а тепла на АЭС и без того хватает. В нашем городе, например, оно и для отопления используется и для теплиц. 

Аватар пользователя Рукастый
Рукастый(7 лет 11 месяцев)

Научиться бы людям как-нибудь использовать эту отработку до безопасного для окружающей среды состояния. Пока, я так понимаю, она только копится во всем мире.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в невменяемом хамстве - рекомендуется банить при рецидивах ***
Аватар пользователя Савва
Савва(12 лет 4 месяца)

Дык, Замкнутый Ядерный Топливный Цикл (ЗЯТЦ) и МОХ-топливо для чего разрабатываются? Там преследуются 2 основных цели - уйти от зависимости от Урана-235 (которого очень мало в природном Уране (всего 0,72 процента) и получить возможность перерабатывать уже использованное МОХ-топливо в новое сырьё для изготовления новых ТеплоВыделяющих Стержней (ТВС) и в них "выжигать" всякие высокорадиоактивные отходы, которые будут в ТВС идти неким усредненным постоянным нейтронным фоном и сами облучаясь внутри реактора переходить  в другие, неопасные по радиации, изотопы. И снова идти в переработку. Безопасные - на свалку, опасные снова в реактор. И так - до бесконечности.

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 5 часов)

Европейцы почти полностью все ОЯТ перерабатывают в МОХ и повтороно используют. У японцев были большие планы по МОХ до Фукусимы. Мы перерабатываем топливо от  ВВЭР-440 и военных реакторов, сейчас начинаем  от ВВЭР-1000. США не перерабатывает топливо хоть и лидер по количеству АЭС.

Аватар пользователя Остап
Остап(9 лет 1 месяц)

 Украина все еще будет платить России за ОЯТ.

 Вот эта фраза вызвала когнитивный диссонанс. laugh

Как только они решат, что новые ТВЭЛы им не нужны, платить перестанут.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в сочинениях, что рубли печатают с той же скоростью, что баксы ***