PRoAtom

(Всего: 0)
от на 23/05/2023

Неразделение и пролиферация плутония
Одновременно с БРЕСТ (или в дополнении к БРЕСТ, а скорее, неразрывным тандемом к идее БРЕСТ), в пиротехнологии ЗЯТЦ БРЕТ была идея неразделения. Это один из (спорных и неоднозначных) принципов нераспространения плутония – вместо не выделять плутоний из ОЯТ, замена на не разделять плутоний и уран. В отличие от основного варианта невыделения, неразделение отрывает лёгкий доступ посторонним лицам к плутонию, практически не защищённому жесткими гамма-излучателями.
Пирохимия НИИАР, в качестве неоспоримого преимущества своей технологии, заявляла о возможности регенерации ОЯТ за несколько быстрых высокотемпературных переделов. По-другому говоря, нагреваем ОЯТ, расплавляем оболочки и чехлы, отгоняем продукты деления, америций, кюрий, и получаем очищенное (регенерированное) топливо. Технология своими процессами напоминает аварию части АЗ при перегреве с расплавлением, но под контролем и в защитном оборудовании.
Ферми, когда разрабатывал свой бридер в 1946, был уверен, что за время останова реактора на перегрузку топливо АЗ будет переочищено и поставлено в реактор. Никакого дополнительного плутония, кроме как в АЗ, на время химической переработки ОЯТ не предусматривалось.
После 1951 года появилась концепция двух АЗ – одна работает, другая в радиохимической переработке.
Бланкит при любой концепции живёт своей жизнью – перерабатывается по собственному графику, в зависимости от требуемого обогащения.
У БРЕСТ-ОД-300, при перегрузке один раз в год (заявлено 300 суток) и замене одной третьей части АЗ, в идеале должно быть 1,33 комплекта топлива. Один комплект работает в реакторе (внутренняя стадия цикла), одна четвёртая в стадии выдержки, очистки от продуктов деления и фабрикации (внешняя стадия цикла).
Каждый комплект топлива в АЗ БРЕСТ – это примерно 7,5 тонн равновесного плутония на 1 ГВтэ, а в цикле должно находиться 9,4 тонны плутония равновесного изотопного состава. Если считать, что ВВЭР-1000 накапливает 250 кг плутония за год, то для получения 7,5 тонн потребуется 37 лет работы на номинале.
Накопленные мировые запасы плутония составляют порядка 5000 тонн. Этого количества хватит на 530 ГВтэ реакторов БРЕСТ при 1,33 комплектах (выдержка 1 год), 190 ГВтэ при 4,3 комплектах (выдержка 10 лет), и 80 ГВтэ при 10,9 комплектах (выдержка 30 лет).
На практике последний вариант технологии регенерации продемонстрирован комбинатами МАЯК (РТ) и ГХК (ФТ) в 2019 году, при изготовлении МОКС-топлива для БН-800.
В 2014 году Прорыв (в грубой форме) категорично отказался от сухих технологий в пользу традиционных мокрых технологий с раздельной очисткой плутония и урана. Этот отказ означает, что мировое сообщество должно рассчитывать на долгосрочную перспективу использования АЭС не более 190 ГВтэ, а реально не более 80 ГВтэ.
В случае удачных экспериментов с регенерацией топлива по мокрому варианту, чтобы перейти на прорывные технологии мокрого ЗЯТЦ с УМ 500 ГВтэ, мировому парку АЭС потребуется примерно 100 лет, и дополнительно 4 миллиона тонн природного урана (к израсходованным 2 млн тонн). В цикле будет «крутиться» 15000 тонн равновесного плутония.
Как это всё будет выглядеть с точки зрения пролиферации плутония.
Инвентарные запасы «цивильного» плутония позволят за 4 года изготовить 4,3 млн боеголовок мощностью 20 кт (3,5 кг гражданского плутония на изделие), на имеющейся инфраструктуре, не меняя мощности радиохимии 3750 тонн плутония в год.
Уровень современных ядерных технологий (1995) позволяет поделить 1 кг плутония-239 (97% обогащения) из 2 кг в изделии. В 1945 – 1 кг из 6 кг.
Дементий Башкиров