Технологии

Ядерный топливный цикл

Я́дерный то́пливный ци́кл, совокупность технологических процессов, обеспечивающих экономичное и безопасное получение энергии на стационарных ( (АЭС) и атомные станции теплоснабжения) и транспортных (плавучие АЭС, атомные , ядерных энергетических установках с реакторами на и нейтронах. В зависимости от возможно осуществление трёх типов ядерного топливного цикла: урановый топливный цикл, в котором делящимся материалом служит 235U, воспроизводящим (фертильным) материалом – 238U, урановое топливо изготавливают из природного (0,72% 235U), низкообогащённого (1–5% 235U) или высокообогащённого (до 93% 235U) ; уран-плутониевый топливный цикл – топливо состоит из природного или обеднённого (0,2–0,3% 235U) урана с добавкой 239Pu в количестве, эквивалентном соответствующему по 235U, фертильным материалом служит 238U; уран-ториевый топливный цикл – делящийся материал 235U или 233U, фертильный – 232Th.

Этапы ядерного топливного цикла: получение ядерного топлива, включающее добычу , её обогащение, извлечение урана и его глубокую очистку, изотопное обогащение по 235U, получение из обогащённого урана материала, пригодного для загрузки в peaктор, и изготовление (ТВЭЛов) и сборок из них; получение тепловой энергии при сжигании топлива в ядерных энергетических установках; с выделением ценных компонентов (U, Pu, медицинского и промышленного использования) и ; и окончательное . Если ядерный топливный цикл организован таким образом, что из отработавшего ядерного топлива извлекают невыгоревший уран и накопившийся , которые затем направляют для изготовления новых твэлов и тепловыделяющих сборок, то такой цикл называется . Если отработавшее топливо не перерабатывается и делящиеся материалы не возвращаются в топливный цикл, то цикл открытый.

Схема замкнутого ядерного топливного циклаСхема замкнутого ядерного топливного цикла. Архив БРЭ.

Ядерный топливный цикл объединяет: по добыче урановой руды; обогатительные фабрики и предприятия по глубокой очистке извлечённого урана; предприятия, где проводят обогащение 235U; предприятия по переработке обогащённого урана в материал, используемый в реакторах (чаще всего это керамика на основе UO2 и/или смеси UO2 и PuO2); заводы по изготовлению твэлов и сборок из них; АЭС, атомные теплоэлектростанции, плавучие АЭС и транспортные ядерные энергетические установки, где сжигание ядерного топлива даёт тепловую и электрическую энергию; заводы по переработке отработавшего ядерного топлива и переводу радиоактивных отходов в форму, пригодную для длительного хранения и захоронения; .

Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2017.
  • Циклические процессы