Ядерно-топливным циклом (ЯТЦ) называется совокупность устройств, производств и технологий, охватывающих всю цепочку обращения ядерного топлива - от добычи руды до утилизации облученного ядерного топлива. Термин «топливный цикл» указывает на тот факт, что отработавшее или облученное ядерное топливо (ОЯТ) после прохождения специальной переработки может использоваться повторно.
В упрощенном понимании ЯТЦ можно разделить на три стадии. Начальная охватывает операции от добычи урановой руды до поставки изготовленных тепловыделяющих сборок на площадку АЭС. Далее следует стадия использования топлива в реакторе для выработки электроэнергии. Заключительная стадия предполагает отправку облученного топлива в специальное хранилище или на завод по переработке ОЯТ.
Вариантов ЯТЦ, в принципе, может быть очень много - в зависимости от типа (или типов) реакторов, технологических связей, характера и значимости внутренних и внешних материальных и энергетических потоков и т. д. В некоторой аналогии планирование структуры ЯТЦ напоминает игру в конструктор «Лего» - комбинируя положение определенных элементов схемы, можно добиться ее конфигурации с заданными функциональными
|
|
свойствами.
Тип ЯТЦ, в общем, целиком определяется подходом к обращению с ОЯТ. В простейшем варианте ЯТЦ дальнейшее использование ОЯТ после его удаления из реактора вообще не предусматривается, оно отправляется на долгосрочное хранение, а в перспективе -на окончательное («вечное») захоронение. Такой цикл называется «открытым», или «ра зомкнутым» (см. схему на стр. 79), и в современной атомной энергетике он является преобладающим. Его преимуществами является относительная простота и дешевизна, недостатком - очень низкий уровень использования природного урана.
Однако ОЯТ можно переработать на радиохимическом заводе, чтобы вновь использовать в качестве ядерного топлива невыгоревший уран-235 и образовавшийся в ядерном топливе при его облучении в реакторе плутоний. Такой вариант ЯТЦ называется «замкнутым» (по урану или по урану
и плутонию).
В настоящее время в большинстве стран темпы наработки ОЯТ как по техническим, так и по экономическим причинам превосходят мощности по его радиохимической переработке. Поэтому большая часть ОЯТ после выгрузки из реактора и выдержки в пристанционном хранилище направляется на длительное (десятки лет и более) хранение для последующей переработки. Такой подход к организации ЯТЦ называется «отложенным решением». Он принят, в частности, и в России.