Збагачення урану

Збагачення урану — фізичний процес збільшення співвідношення вмісту ізотопу урану 235U до 238U. Ізотоп 238U, незважаючи на радіоактивність, дуже стабільний ізотоп, не здатний до самостійної ланцюгової ядерної реакції на теплових нейтронах, на відміну від рідкісного 235U, який інтенсивно використовується в атомній промисловості і для створення ядерної зброї. Нині 235U є основним ядерним паливом, без нього неможливе одержання плутонію, що використовується для створення ядерної та термоядерної зброї. Однак, через те, що частка ізотопу 235U мала (0,72%), підготовка ядерного палива обов'язково повинна включати стадію збагачення урану.

Відносні пропорції урану-238 (синій) та урану-235 (червоний) на різних стадіях збагачення.

Збагачення урану здійснюється двома основними методами розділення ізотопів: газодифузійним методом та методом газового центрифугування. У Росії, Великій Британії, Німеччині, Нідерландах та Японії застосовується метод центрифугування, при якому газ UF6 розкручується до дуже високої швидкості й через різниці в масі молекул відбувається просторове розділення ізотопів, які потім переводяться назад в метал. У відходах залишається тільки 0,2-0,3% 235U.[1]

Переробка відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) передбачає вилучення з нього елементів урану і плутонію для повторного використання в ядерно-паливному циклі - формування нових паливних збірок (МОХ-паливо, нітридне паливо). Найбільш перспективним з точки зору МАГАТЕ є підхід до переробки ВЯП, що передбачає повне замикання ядерно-паливного циклу з використанням реакторів на швидких нейтронах.

В даний час найбільш активно технології замкнутого ядерно-паливного циклу розвиваються в Росії.

На даний момент успішно експлуатуються 2 реактора на швидких нейтронах: БН-600 і БН-800 на Білоярській АЕС. Ведеться будівництво дослідно-демонстраційного центру з переробки ВЯП ВВЕР-1000 продуктивністю до 250 тонн в рік. Освоєно виробництво МОХ-палива та нітридного палива для реакторів на швидких нейтронах з використанням продуктів переробки ВЯП (уран і плутоній)[2].

Світові потужності з розділення ізотопів урану

Потужності заводів із розділення ізотопів урану в тисячах ОРР на рік згідно з WNA Market Report.

Країна Компанія, завод 2012 2013 2015 2018 2020
Росія Росатом 25000 26000 26578 28215 28663
Німеччина, Голландія, Англія URENCO 12800 14200 14400 18600 14900
Франція Orano 2500 5500 7000 7500 7500
Китай CNNC 1500 2200 4220 6750 10700+
США URENCO 2000 3500 4700  ? 4700
Пакистан, Бразилія, Іран, Індія, Аргентина 100 75 100  ? 170
Японія JNFL 150 75 75  ? 75
США USEC: Paducah & Piketon 5000 0 0 0 0
Разом 49000 51550 57073 61111 66700

Див. також

Примітки
  1. УРАНОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ(рос.)
  2. Замкнутый ядерный цикл. Как атомную энергетику можно сделать возобновляемой, и зачем. elektrovesti.net. Процитовано 27 вересня 2017.

Література
  • Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.