Новости

Feb 08, 2024

Проблемы с плутонием не исчезнут

Изображение предоставлено: Getty Images Криса Эдвардса Опубликовано во вторник, 15 февраля 2022 г. Экологический имидж атомной энергетики так же низок, как и углерод, а ее потенциал чистого топлива запятнан наследием

Изображение предоставлено: Getty Images

Крис Эдвардс

Опубликовано во вторник, 15 февраля 2022 г.

Экологический имидж ядерной энергетики так же низок, как и углерод, а ее потенциал чистого топлива запятнан проблемами наследия. Мы приблизились к решению этой проблемы?

В конце 2021 года Великобритания закрыла завесу над одной частью своего наследия ядерных отходов и предприняла еще несколько шагов на пути к долгосрочному наследию. Завод по переработке, построенный в 1990-х годах стоимостью 9 миллиардов фунтов стерлингов для переупаковки отработанного плутония из водо-водяных реакторов в Великобритании и по всему миру для использования в новом топливе, наконец, превратил последние оставшиеся жидкие остатки из Германии, Италии и Японии в стекло. и упаковал его в стальные контейнеры. На отправку его и всех остальных отходов, принадлежащих владельцам реактора, которые по контракту обязаны принять их обратно, уйдет еще шесть лет.

Даже когда принадлежащие иностранцам отходы вернутся домой, Великобритания по-прежнему будет принимать у себя один из крупнейших запасов плутония в мире, составляющий более 110 тонн. Это составляет пятую часть мировых запасов и треть мировых гражданских запасов, составляющих 316 тонн. Несмотря на то, что у Великобритании имеется меньший ядерный флот, чем у Франции, у Великобритании в 1,5 раза больше плутония.

Это никогда не должно было закончиться таким образом. Долгосрочная мечта заключалась в том, чтобы способное к делению топливо продолжало вращаться по кругу, дополняя его чистым ураном только при необходимости. Плутоний, образующийся при делении, сам может поддерживать дальнейшее деление в правильных условиях. Однако быстрые реакторы-размножители, которые потребуются для замыкания цикла, остаются в основном экспериментальными, даже в таких странах, как Россия, где их разработка продолжается. Движимый как соображениями безопасности, так и опасениями по поводу распространения ядерного оружия, которое может возникнуть в результате облегчения доступа к выделенному и очищенному плутонию-239, Запад отказался от своих программ быстрого размножения несколько десятилетий назад.

Переработать отработавшее топливо в так называемое смешанное оксидное топливо можно, но оно годится только для одного использования в обычном реакторе. Другие актиниды накапливаются и начинают отравлять процесс деления. Единственные перспективы для перемен лежат в так называемых реакторах поколения IV, но эти конструкции еще предстоит испытать и могут продолжать противоречить опасениям по поводу распространения ядерного оружия.

В то время как операторы по всему миру размышляли над практичностью повторного использования топлива, контейнеры как с переработанным, так и с переработанным топливом оставались в резервуарах для хранения, охлаждаемых водой, несмотря на то, что в некоторых странах они предназначены для глубокого захоронения на протяжении десятилетий. В конце 1980-х годов Министерство энергетики США (DoE) определило Юкка-Маунтин в Неваде как единственный пункт назначения для отработанного ядерного топлива страны и запланировало его открытие десять лет спустя. К 2005 году самая ранняя возможная дата открытия сдвинулась на 20 лет. Он остается закрытым и, вероятно, никогда не откроется. Тем временем большая часть топлива осталась в заполненных водой резервуарах-охладителях, в то время как политики рассматривают возможность более локализованных мест глубокого хранения.

Фукусима стала тревожным сигналом для отрасли, касающимся не только проблем контроля над реакторами, но и их отработавшим топливом. После цунами инженеры были обеспокоены тем, что без подпиточных насосов вода в резервуарах для хранения отработавшего топлива испарится. Если бы топливо затем загорелось, оно, вероятно, привело бы к выбросу в атмосферу радиоактивных трития и цезия. По счастливой случайности вода попала в поврежденные пруды. Теперь проблема для операторов некоторых старых реакторов заключается в том, что канистры с топливом вместо этого просто разъедают воду.

Такие эксперты, как Франк фон Хиппель, профессор общественных и международных отношений в Принстонском университете, рекомендуют использовать бассейны для хранения только до тех пор, пока топливо не остынет достаточно, чтобы его можно было превратить в стекло, погрузить в бетон или и то и другое и передать в сухое хранилище, желательно в объект глубокого геологического захоронения (ГГЗ).

На конференции, организованной в ноябре прошлого года Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ), Лори Свами, президент и генеральный директор Канадской организации по управлению ядерными отходами, заявил, что «существует научный консенсус относительно эффективности глубоких геологических хранилищ» для высокорадиоактивных отходов.