Трансмутация

Существуют разработки реакторов, потребляющих в качестве топлива РАО, превращая их в менее вредные отходы, в частности, интегральный ядерный реактор на быстрых нейтронах, не производящий трансурановые отходы, а, по сути, потребляющий их. Проект был заморожен правительством США на стадии крупномасштабных испытаний. Другим предложением, более безопасным, но требующим дополнительных исследований, является переработка подкритическими реакторами трансурановых РАО.

Существуют также теоретические исследования, посвящённые использованию термоядерных реакторов в качестве «актиноидных печей». В таком комбинированном реакторе быстрые нейтроны термоядерной реакции делят тяжелые элементы (с выработкой энергии) или поглощаются долгоживущими изотопами с образованием короткоживущих. В результате исследований, недавно проведённых Массачусетским технологическим институтом, было обнаружено, что всего 2-3 термоядерных реактора, схожих по параметрам с международным экспериментальным термоядерным реактором ИТЭР, способны переработать количество актиноидов, вырабатываемое всеми ядерными реакторами на легкой воде. Кроме этого, каждый такой термоядерный реактор будет вырабатывать порядка 1 гигаваттэнергии.

Повторное использование рао

Ещё одним применением изотопам, содержащимся в РАО, является их повторное использование. Уже сейчас цезий-137,стронций-90,технеций-99и некоторые другие изотопы используются для облучения пищевых продуктов и обеспечивают работу радиоизотопных термоэлектрических генераторов.

Удаление РАО в космос

Отправка РАО в космос является заманчивой идеей, поскольку РАО навсегдаудаляются из окружающей среды. Однако у подобных проектов есть значительные недостатки, один из самых важных — возможность аварии ракеты-носителя. Кроме того, значительное число запусков и большая их стоимость делает это предложение непрактичным. Дело также усложняется тем, что до сих пор не достигнуты международные соглашения по поводу данной проблемы.

Тема 3. Ядерный топливный цикл

1. Начало топливного цикла

2. Окончание цикла

3. К вопросу о распространении ядерного оружия

4. Переработка ядерного оружия

Начало топливного цикла

Отходы начального периода ядерного топливного цикла — обычно полученная в результате извлечения урана пустая порода, испускающая альфа-частицы. Она обычно содержитрадийи продукты его распада.

Радиоактивность диоксида урана(UO₂), получаемого при добыче урана, всего в тысячу раз превышает радиоактивностьгранита, используемого в строительстве. Его получают из желтого кека (U₃O₈), затем перерабатывают в газообразныйгексафторид урана(UF₆). Газ проходит стадию обогащения, в результате содержаниеурана-235(²³⁵U) повышается с 0,7 % до 3,5 % (низкообогащенный уран). Затем он превращается в твёрдый оксид урана (UO₂), используемый в качестве топливных элементовядерных реакторовна медленных нейтронах.

Главный побочный продукт обогащения — обеднённый уран, состоящий главным образом из урана-238, с содержанием урана-235 менее 0,3 %. Он находится на хранении в форме UF₆(отвальныйгексафторид урана) и может быть также переведен в форму U₃O₈. В небольших количествах обедненный уран находит применение в областях, где ценится его крайне высокая плотность, например при изготовлении килей яхт и противотанковых снарядов. Между тем, в России и за рубежом накопилось несколько миллионов тонн отвальногогексафторида урана,планов по дальнейшему использованию которого в обозримой перспективе нет. Отвальный гексафторид урана может использоваться (вместе с повторно используемымплутонием) для создания смешанного оксидного ядерного топлива, которое может иметь спрос при строительстве в стране в значительных количествах реакторов на быстрых нейтронах и для разбавления высокообогащенного урана, входящего ранее в составядерной взрывчатки. Это разбавление, называемое также обеднением, означает, что любая страна или группировка, получившая в своё распоряжение ядерное топливо, должна будет повторить очень дорогой и технологический сложный процесс обогащения, прежде чем сможет создать оружие.