वर्तमान में, खर्च किए गए परमाणु ईंधन का प्रबंधन एक सीमित चरण है, अर्थात यह परमाणु ऊर्जा के विकास की संभावनाओं को निर्धारित करता है। परमाणु ऊर्जा वाले सभी देशों (शायद, फ्रांस को छोड़कर) ने भारी मात्रा में खर्च किए गए परमाणु ईंधन जमा कर लिया है, और इस समस्या की अनसुलझी प्रकृति परमाणु परियोजनाओं के विकास के लिए आगे की योजनाओं के कार्यान्वयन पर सवाल उठाती है।

एक रूसी विशेषता संचित ईंधन की व्यापक रेंज है, जो हमारे देश में परमाणु ऊर्जा के विकास के इतिहास से जुड़ी है। इसलिए, खर्च किए गए परमाणु ईंधन की समस्या को हल करने के लिए, कई अनूठी प्रौद्योगिकियों को विकसित करना और बुनियादी सुविधाओं का एक परिसर बनाना आवश्यक है।

रूस में विकसित एसएनएफ प्रबंधन प्रणाली में एसएनएफ का भंडारण, परिवहन और पुनर्प्रसंस्करण शामिल है। भंडारण परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और अनुसंधान रिएक्टरों के रिएक्टर और ऑन-साइट भंडारण सुविधाओं में किया जाता है, राज्य निगम रोसाटॉम के दो संयंत्रों - एफएसयूई एमसीसी और एफएसयूई पीए मयंक - में पूल-प्रकार की भंडारण सुविधाओं में - 8600 टन और 2500 की क्षमता के साथ। टन, क्रमशः, साथ ही परमाणु आइसब्रेकर बेड़े (परिवहन रिएक्टरों से एसएनएफ) और तटवर्ती तकनीकी ठिकानों के तकनीकी रखरखाव जहाजों पर।

आज, रोसाटॉम स्टेट कॉर्पोरेशन की सुविधाओं में कुल 22 हजार टन खर्च किया गया परमाणु ईंधन जमा हो गया है। हर साल, लगभग 650 टन प्रयुक्त ईंधन रूसी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के रिएक्टरों से उतार दिया जाता है, जबकि इस मात्रा का 15% से अधिक पुन: प्रसंस्कृत नहीं किया जाता है।

संचित और नव निर्मित खर्च किए गए परमाणु ईंधन की समस्या को हल करने के लिए, रोसाटॉम स्टेट कॉर्पोरेशन एक खर्च किए गए ईंधन प्रबंधन प्रणाली का निर्माण कर रहा है, जिसमें नियामक, वित्तीय, आर्थिक और ढांचागत घटक शामिल हैं। एसएनएफ प्रबंधन प्रवाह चार्ट विभिन्न प्रकार के 2030 तक की अवधि के लिए चित्र 1 में प्रस्तुत किया गया है।

वर्तमान में मुख्य वित्तीय तंत्रसंघीय लक्ष्य कार्यक्रम "2008 और 2015 तक की अवधि के लिए परमाणु और विकिरण सुरक्षा सुनिश्चित करना" (एफटीपी एनआरएस) खर्च किए गए परमाणु ईंधन, रेडियोधर्मी कचरे को संभालने और परमाणु सुविधाओं को बंद करने के क्षेत्र में संचित समस्याओं का समाधान है। 2015 से, खर्च किए गए ईंधन के मालिक कानूनी संस्थाओं (मुख्य रूप से रोसेनरगोएटम कंसर्न ओजेएससी) से खर्च किए गए ईंधन प्रबंधन कोष में योगदान शुरू हो जाएगा।

प्रमुख एसएनएफ परियोजनाओं में, जिसका कार्यान्वयन संघीय लक्षित परमाणु सुरक्षा कार्यक्रम द्वारा प्रदान किया गया है, निम्नलिखित पर ध्यान दिया जाना चाहिए:

• RBMK-1000 और VVER-1000 खर्च किए गए ईंधन के लिए "सूखी" भंडारण सुविधा का निर्माण;
• गैस रासायनिक परिसर में मौजूदा "गीली" भंडारण सुविधा का पुनर्निर्माण;
• परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से खर्च किए गए परमाणु ईंधन की संचित मात्रा को हटाने की तैयारी और प्रावधान;
• एएमबी प्रकार के रिएक्टरों से खर्च किए गए ईंधन को संभालने पर काम का परिसर (खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों को अलग करना और मायाक पीए में खर्च किए गए ईंधन का पुन: प्रसंस्करण);
• औद्योगिक रिएक्टरों के संचालन से संचित अत्यधिक समृद्ध डीएवी-90 ब्लॉकों को हटाना और प्रसंस्करण करना;
• नवोन्मेषी प्रौद्योगिकियों पर आधारित प्रयुक्त परमाणु ईंधन पुनर्प्रसंस्करण के लिए एक प्रायोगिक प्रदर्शन केंद्र का निर्माण;
• एफएसयूई पीए मयंक आदि में पुनर्प्रसंस्करण के लिए अनुसंधान रिएक्टरों से खर्च किए गए ईंधन को हटाना।

मयक पीए में रेडियोकेमिकल उत्पादन

आज रूस में केवल एक रेडियोकेमिकल उत्पादन सुविधा है - मायाक पीए का आरटी-1 कॉम्प्लेक्स, जहां वीवीईआर-440, बीएन-600 रिएक्टरों, अनुसंधान और परिवहन सुविधाओं से खर्च किए गए ईंधन को संसाधित किया जाता है। तकनीकी योजना एक संशोधित PUREX प्रक्रिया है। वहीं, आरटी-1 दुनिया की एकमात्र रेडियोकेमिकल उत्पादन सुविधा है जो यूरेनियम और प्लूटोनियम के अलावा नेपच्यूनियम का भी उत्पादन करती है। इस प्रकार, रूस में आगे के निपटान के लिए लक्षित उच्च-स्तरीय कचरे में वर्तमान में रेडियोन्यूक्लाइड नहीं होते हैं जो दबे हुए कचरे की दीर्घकालिक रेडियोटॉक्सिसिटी में सबसे बड़ा कुल योगदान देते हैं। इसके अलावा, आरटी-1 आइसोटोप उत्पादों के उत्पादन के लिए न्यूक्लाइड को अलग करने के लिए दुनिया की एकमात्र उच्च-स्तरीय अपशिष्ट अंशीकरण इकाई संचालित करता है। परमाणु सुरक्षा के लिए संघीय लक्षित कार्यक्रम सुनिश्चित करने के उपायों के कार्यान्वयन का प्रावधान करता है पर्यावरण संबंधी सुरक्षा, एफएसयूई पीए मयंक द्वारा तरल रेडियोधर्मी कचरे के निर्वहन में क्रमिक कमी और समाप्ति। ऐसे आयोजनों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• जलाशयों के टेचा कैस्केड की समस्याओं के रणनीतिक समाधान का विकास;
• जलाशयों V-9 (कराचाय) और V-17 (पुराना दलदल) का संरक्षण;
• बाएं किनारे की नहर में उपचारित पानी के निर्वहन के साथ एक सामान्य सीवेज प्रणाली का निर्माण;
• विशेष सीवेज जल, मध्यम और निम्न स्तर के रेडियोधर्मी कचरे के लिए उपचार संयंत्रों का निर्माण;
• तरल और विषम तरल अपशिष्ट को सीमेंट करने के लिए एक परिसर का निर्माण;
• एसआरडब्ल्यू प्रसंस्करण परिसर का निर्माण और ठोस आईएलडब्ल्यू और एलएलडब्ल्यू के लिए निकट-सतह भंडारण सुविधा का निर्माण;
• निर्माण नया ओवनकांचयुक्त एचएलडब्ल्यू के लिए कांचीकरण और भंडारण सुविधा का विस्तार;
• निर्माण आधुनिक प्रणालीरेडियोइकोलॉजिकल निगरानी।

पीए मयाक में, मात्रा को कम करने के लिए खर्च किए गए ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए तकनीकी योजनाओं को आधुनिक बनाने के लिए काम किया जा रहा है तकनीकी अपशिष्ट, साथ ही सभी प्रकार के खर्च किए गए ईंधन को प्राप्त करने और पुन: प्रसंस्कृत करने की संभावना सुनिश्चित करना, जिसमें वर्तमान में पुन: प्रसंस्कृत नहीं किए जा रहे ईंधन भी शामिल हैं। मध्यम अवधि में, संचित खर्च किए गए परमाणु ईंधन के सबसे "समस्याग्रस्त" प्रकार - एएमबी, ईजीपी (यदि उचित निर्णय लिया जाता है), डीएवी, दोषपूर्ण आरबीएमके असेंबली आदि का पुनर्संसाधन सुनिश्चित किया जाना चाहिए।

एएमबी खर्च किए गए ईंधन के पुनर्प्रसंस्करण की तैयारी

परमाणु और विकिरण सुरक्षा के क्षेत्र में सबसे गंभीर समस्याओं में से एक एएमबी रिएक्टरों से खर्च किए गए ईंधन का प्रबंधन है। बेलोयार्स्क एनपीपी में दो एएमबी रिएक्टर 1989 में बंद कर दिए गए थे। खर्च किए गए ईंधन को रिएक्टरों से उतार दिया गया है और वर्तमान में बेलोयार्स्क एनपीपी के कूलिंग पूल और मयाक पीए की "गीली" भंडारण सुविधा में संग्रहीत किया गया है।

खर्च की गई एएमबी ईंधन असेंबलियों की विशिष्ट विशेषताएं लगभग 40 प्रकार की ईंधन संरचनाओं और बड़े समग्र आयामों की उपस्थिति हैं (खर्च की गई असेंबली की लंबाई लगभग 13 मीटर है)। बेलोयार्स्क एनपीपी में उनके भंडारण के दौरान मुख्य समस्या कैसेट आवरण पाइप और खर्च किए गए ईंधन पूल के अस्तर का क्षरण है।

संघीय लक्षित परमाणु सुरक्षा कार्यक्रम एएमबी खर्च किए गए ईंधन के प्रबंधन के लिए कार्यों का एक सेट प्रदान करता है, जिसमें मयंक पीए में इसका पुनर्संसाधन शामिल है। वर्तमान में, रेडियो प्रौद्योगिकियों का चयन और औचित्य किया गया है रासायनिक प्रसंस्करणएएमबी एसएनएफ और तकनीकी नियम। 2011 में, एएमबी खर्च किए गए ईंधन के एक एनालॉग, एएम ईंधन का एक पायलट पुनर्संसाधन किया गया था। काटने और मर्मज्ञ विभाग (एसपीडी) के लिए एक परियोजना विकसित की गई थी, इसके निर्माण पर पूंजीगत कार्य के लिए एक प्रतियोगिता आयोजित की गई थी (कार्य दस्तावेज़ीकरण का विकास, निर्माण कार्यऔर ओआरपी उपकरण का विनिर्माण)। उसी समय, बेलोयार्स्क एनपीपी में, एएमबी खर्च किए गए ईंधन के सुरक्षित भंडारण के लिए उपाय किए गए: स्टेनलेस मामलों में K17u कार्बन स्टील कैसेट की स्थापना, शीघ्र खोज के लिए तकनीकी साधन तैयार करना और खर्च किए गए ईंधन की परत में लीक को खत्म करना। ईंधन पूल, वेंटिलेशन सिस्टम का पुनर्निर्माण, पूल से सटे कमरों को सील करने की तैयारी। 2015 तक, ओआरपी में खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों के साथ कैसेट काटने और खर्च किए गए ईंधन के रेडियोकेमिकल पुनर्संसाधन, उपकरण की स्थापना, पीए मयाक में काटने और मर्मज्ञ विभाग की कमीशनिंग और कमीशनिंग के लिए तकनीकी समाधानों के विकास और परीक्षण को पूरा करने की योजना बनाई गई है।

एएमबी खर्च किए गए ईंधन की कटाई और पुनर्प्रसंस्करण की शुरुआत 2016 के लिए योजनाबद्ध है। 2018 तक, मयाक पीए भंडारण पूल में संग्रहीत खर्च किए गए ईंधन को 2020 में पुन: संसाधित किया जाना चाहिए, इस ईंधन के बेलोयार्स्क एनपीपी पूल को पूरी तरह से खाली करने की योजना है, और 2023 में इसका पुन: प्रसंस्करण पूरा हो जाएगा।

ईजीपी एसएनएफ मुद्दे के अंतिम समाधान के लिए विकल्प

प्रयुक्त परमाणु ईंधन का एकमात्र प्रकार जिसके लिए अंतिम चरण में फिलहाल कोई निर्णय नहीं लिया गया है, वह ईजीपी रिएक्टरों (बिलिबिनो एनपीपी) से प्राप्त ईंधन है। एएमबी एसएनएफ की तरह, यह भी लंबा है, ईंधन संरचना की संरचना एएमबी ईंधन के संशोधनों में से एक की संरचना के करीब है, इसलिए इस प्रकार के एसएनएफ को ओआरपी के संचालन की शुरुआत के बाद मायाक पीए में संसाधित किया जा सकता है, यानी 2016 के बाद. हालाँकि, बिलिबिनो एनपीपी की बहुत बड़ी दूरदर्शिता, स्टेशन स्थल से खर्च किए गए परमाणु ईंधन को निकालने और हटाने के लिए बुनियादी ढांचे की कमी और इसके स्थान के क्षेत्र में पर्याप्त परिवहन बुनियादी ढांचे के कारण अत्यधिक उच्च कार्यान्वयन लागत होती है। इस प्रोजेक्ट. उसी समय, उस क्षेत्र में पर्माफ्रॉस्ट जहां बिलिबिनो एनपीपी स्थित है, रेडियोधर्मी कचरे और खर्च किए गए परमाणु ईंधन के लिए अंतिम अलगाव बिंदु के आयोजन के लिए अनुकूल परिस्थितियां बनाता है, जैसे:

• प्राकृतिक थर्मोफिजिकल बैरियर का उपयोग;
• मेजबान भूवैज्ञानिक वातावरण में मुक्त पानी की अनुपस्थिति, जो भंडारण सुविधा से पर्यावरण में रेडियोन्यूक्लाइड के प्रवास को रोकती है;
• पर्माफ्रॉस्ट में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को धीमा करना, जिससे इंजीनियर बाधाओं की सेवा जीवन बढ़ जाता है।

संघीय लक्षित परमाणु सुरक्षा कार्यक्रम के ढांचे के भीतर, पुनर्प्रसंस्करण के लिए बिलिबिनो एनपीपी साइट से खर्च किए गए परमाणु ईंधन को हटाने के विकल्प विकसित किए गए हैं:

• सड़क मार्ग से चर्सकी बंदरगाह तक, फिर समुद्र मार्ग से मरमंस्क तक, फिर रेल मार्ग से पीए मयाक तक;
• सड़क मार्ग से केपेरवीम हवाई अड्डे तक, फिर हवाई मार्ग से येमेल्यानोवो हवाई अड्डे तक, फिर रेल मार्ग से मयक पीए तक।

एक अन्य विकल्प में बोरहोल या एडिट प्रकार के भूमिगत इन्सुलेशन के लिए एक पायलट-औद्योगिक सुविधा के बिलिबिनो एनपीपी साइट के तत्काल आसपास के क्षेत्र में निर्माण शामिल है ("परमाणु प्रौद्योगिकियों और पर्यावरण की सुरक्षा," संख्या 2-2012, पृष्ठ 133- 139). ईजीपी से खर्च किए गए ईंधन को संभालने के विकल्पों में से एक के पक्ष में एक व्यापक रूप से उचित विकल्प 2012 के दौरान एक कार्य समूह द्वारा किया जाना चाहिए, जिसमें रोसाटॉम राज्य निगम, चुकोटका प्रशासन, परमाणु उद्योग संगठनों - परिवहन और तकनीकी के डेवलपर्स के प्रतिनिधि शामिल हैं। ईजीपी और रोस्टेक्नाडज़ोर (एसटीसी एनआरएस) के विशेषज्ञ संगठन से एसएनएफ को संभालने की योजनाएं।

विकिरणित डीएवी ब्लॉकों को संभालना

वर्तमान में, साइबेरियाई रासायनिक और खनन रासायनिक संयोजनों ने अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम युक्त विकिरणित डीएवी-90 ब्लॉकों की एक बड़ी मात्रा जमा कर ली है। इन्हें 1989 से रिएक्टर प्लांट कूलिंग पूल में संग्रहित किया गया है। डीएवी-90 ब्लॉकों के शैलों की स्थिति के वार्षिक निरीक्षण से संक्षारण दोषों की उपस्थिति का पता चलता है।

रोसाटॉम स्टेट कॉरपोरेशन ने मयंक पीए में प्रसंस्करण के लिए डीएवी-90 इकाइयों को निर्यात करने का निर्णय लिया है। परिवहन और पैकेजिंग कंटेनरों का एक बैच विकसित और निर्मित किया गया है जो सभी को पूरा करता है आधुनिक आवश्यकताएँसुरक्षा, तैयारी और उपकरणों पर काम चल रहा है आवश्यक उपकरणप्रसंस्करण के लिए परिवहन के लिए डीएवी ब्लॉकों के बैचों को पूरा करने के लिए साइबेरियन केमिकल कंबाइन, माइनिंग केमिकल कंबाइन और मयाक प्रोडक्शन एसोसिएशन में लोडिंग और अनलोडिंग इकाइयां। 2012 में, "हॉट" परीक्षणों सहित डीएवी-90 को पीए मयक तक हटाने के लिए परिवहन और तकनीकी योजना के पूर्ण पैमाने पर परीक्षण किए जाने चाहिए।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थलों से आरबीएमके खर्च किए गए ईंधन को हटाना

संचित खर्च किए गए ईंधन की सबसे बड़ी मात्रा RBMK-1000 ईंधन है, जिसे 2011 तक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से नहीं हटाया गया था। स्टेशन स्थलों से संचित RBMK-1000 खर्च किए गए ईंधन की मुख्य मात्रा को हटाने के लिए, निम्नलिखित प्रदान किया गया है:

• लेनिनग्राद, कुर्स्क और स्मोलेंस्क एनपीपी में प्रयुक्त ईंधन असेंबलियों को काटने के लिए परिसरों का निर्माण;
• खनन और रासायनिक परिसर में बाद में हटाने के साथ दोहरे उद्देश्य वाले कंटेनरों में खर्च किए गए ईंधन के "सूखे" भंडारण के लिए बफर साइटों के एनपीपी पर संगठन;
• गैस रासायनिक परिसर में "सूखी" भंडारण सुविधा का निर्माण।

अप्रैल 2012 में, आरबीएमके खर्च किए गए ईंधन के पहले सोपानक को "शुष्क" भंडारण के लिए हटा दिया गया था।

वर्तमान में, लेनिनग्राद एनपीपी में प्रयुक्त ईंधन असेंबलियों को नष्ट करने के लिए परिसर का संचालन हमेशा की तरह चल रहा है।

खर्च किए गए ईंधन निराकरण परिसर को ऑन-साइट भंडारण सुविधा से खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों को प्राप्त करने, खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों को ईंधन छड़ (एफबी) के दो बंडलों में अलग करने, एफबी को एम्पौल्स में स्थापित करने, एम्पौल्स को स्पेसर केस एमबीसी में लोड करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। केस को कंटेनर में लोड करें. कंटेनर में लोड करने से पहले ईंधन तत्वों के अलग-अलग बंडलों को एम्पुलिंग करने की तकनीक द्वारा परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित की जाती है। एम्पौल में एक परमाणु-सुरक्षित ज्यामिति होती है और यह परमाणु रिएक्टर के लिए एक सुरक्षात्मक आवरण होता है, जो चैम्बर में खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों को नष्ट करने की प्रक्रिया के दौरान और दीर्घकालिक भंडारण के दौरान, खर्च किए गए ईंधन को इसे छोड़ने से रोकता है। शीशी का डिज़ाइन, साथ ही एक व्यक्तिगत शेल में पीटी के परिवहन और भंडारण की योजना सुनिश्चित करती है:

• एसएफए काटने वाले कक्ष में परिवहन संचालन के दौरान एसएनएफ फैलाव की रोकथाम;
• काटने वाले विभाग में काम के दौरान संभावित आकस्मिक गिरावट के परिणामों की गंभीरता को कम करना, दोनों ampoules स्वयं और पीटी के साथ ampoules के मामले में;
• परिवहन के दौरान कंटेनर के संभावित आकस्मिक रूप से गिरने की स्थिति में परिणामों की गंभीरता को कम करना।

दोषपूर्ण आरबीएमके खर्च किया गया ईंधन, जिसे "सूखी" भंडारण में नहीं रखा जा सकता है, आने वाले वर्षों में मयाक पीए में संसाधित किया जाएगा। 2011 में, एक "पायलट" परियोजना लागू की गई थी जिसने वाणिज्यिक यूरेनियम उत्पादों ("परमाणु प्रौद्योगिकियों और पर्यावरण की सुरक्षा," संख्या 2-2012, पृष्ठ 142-) का उत्पादन करने के लिए मानक प्रौद्योगिकी का उपयोग करके आरबीएमके खर्च किए गए ईंधन को वितरित करने और संसाधित करने की संभावना का प्रदर्शन किया था। 145).

खनन और रासायनिक संयंत्र में एसएनएफ भंडारण

एमसीसी में बनाई जा रही केंद्रीकृत "सूखी" प्रयुक्त ईंधन भंडारण सुविधा एक कक्ष-प्रकार की संरचना है।

चैम्बर भंडारण के लिए डिज़ाइन समाधान में दो नियंत्रित भौतिक बाधाएँ शामिल हैं:

• सीलबंद (वेल्डेड) कनस्तर (30 पीटी आरबीएमके-1000 ईंधन के लिए 4 मीटर ऊंचा और तीन वीवीईआर-1000 खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों के लिए 5 मीटर ऊंचा);
• भंडारण इकाई (पाइप), वेल्डिंग द्वारा सील।

भंडारण इकाइयों की शीतलन प्राकृतिक संवहन द्वारा सुनिश्चित की जाती है: RBMK-1000 रिएक्टर SNF - अनुप्रस्थ वायु आपूर्ति के साथ, VVER-1000 रिएक्टर रिएक्टर ईंधन खर्च करता है - अनुदैर्ध्य वायु आपूर्ति के साथ।

2011 में, 9,200 टन यूओ 2 की क्षमता वाले आरबीएमके-1000 खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों के भंडारण के लिए लॉन्च कॉम्प्लेक्स को परिचालन में लाया गया था। 2015 में, 15,870 टन यूओ 2 की क्षमता वाले आरबीएमके-1000 खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों के लिए एक और सूखा भंडारण मॉड्यूल लॉन्च किया जाएगा, साथ ही 8,600 टन की क्षमता वाले वीवीईआर-1000 खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों के लिए एक "सूखी" भंडारण सुविधा भी लॉन्च की जाएगी। यूओ 2 .

वर्तमान में, VVER-1000 रिएक्टरों से खर्च किए गए ईंधन को, निकट-रिएक्टर पूल में तीन साल की उम्र बढ़ने के बाद, एमसीसी की केंद्रीकृत "गीली" भंडारण सुविधा में रखा जाता है, जिसकी क्षमता को और बढ़ाने के लिए 8600 टन तक बढ़ा दिया गया है VVER-1000 खर्च किए गए ईंधन की भंडारण क्षमता, एक कंटेनर भंडारण सुविधा बनाने की योजना बनाई गई है।

खनन और रासायनिक संयोजन में, केंद्रीकृत खर्च किए गए ईंधन भंडारण सुविधाओं के अलावा, बीएन-800 फास्ट रिएक्टर के लिए एमओएक्स ईंधन के निर्माण के लिए एक संयंत्र बनाया जा रहा है। उच्च-स्तरीय और लंबे समय तक रहने वाले रेडियोधर्मी कचरे के भूवैज्ञानिक अलगाव के क्षेत्र में अनुसंधान के लिए एक भूमिगत प्रयोगशाला बनाने की योजना है, साथ ही खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए नवीन प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए एक प्रयोगात्मक प्रदर्शन केंद्र (भविष्य में - एक बड़ा) रेडियोकेमिकल पुनर्संसाधन संयंत्र)।

प्रायोगिक एवं प्रदर्शन केंद्र

वर्तमान में बनाए जा रहे प्रयोगात्मक और प्रदर्शन केंद्र (ओडीसी) का उद्देश्य औद्योगिक पैमाने पर तरल रेडियोधर्मी कचरे के गठन को कम करने, इन न्यूक्लाइड्स को बाहर करने के लिए मुख्य संचालन में 3H और 129I के प्रभावी पृथक्करण के साथ खर्च किए गए परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन के नए तरीकों का परीक्षण करना है। अपशिष्ट धाराओं से, बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण परिसर के डिजाइन के लिए विश्वसनीय प्रारंभिक डेटा प्राप्त करना। "ग्राहक आदेश" मोड में खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन की संभावनाओं का अध्ययन किया जाएगा, अर्थात, ग्राहक द्वारा निर्दिष्ट पुनर्जनन उत्पादों के नामकरण और गुणवत्ता के साथ।

ओडीसी के विकास की प्रक्रिया में, रेडियोकेमिकल उद्योग के विकास और डिजाइन और इंजीनियरिंग संगठनों की क्षमता के स्तर को बढ़ाने के लिए एक आधुनिक वैज्ञानिक और तकनीकी आधार बनाया जा रहा है। नव निर्मित ओडीसी में, नवीन तकनीकों का विकास किया जाएगा, जो मुख्य रूप से जलीय प्रसंस्करण विधियों (सरलीकृत PUREX प्रक्रिया, यूरेनियम के क्रिस्टलीकरण शुद्धिकरण का उपयोग करके प्रसंस्करण, उच्च-स्तरीय अपशिष्ट का निष्कर्षण अंश, अन्य जलीय प्रक्रियाएं) के साथ-साथ गैर-जलीय प्रसंस्करण पर आधारित होगी। विधि - द्रव निष्कर्षण. ओडीसी की मुख्य तकनीकी लाइन की तकनीकी योजना एक बंद तकनीकी चक्र और निपटान के लिए रेडियोधर्मी कचरे की मात्रा में कमी सुनिश्चित करेगी। विकसित ओडीसी बहुक्रियाशील है और इसमें शामिल हैं: "बुनियादी" तकनीकी लाइन, जो प्रति वर्ष 100 टन खर्च किए गए ईंधन की क्षमता के साथ, खर्च किए गए ईंधन पुनर्संसाधन के पूर्ण चक्र के लिए प्रौद्योगिकी का विकास सुनिश्चित करता है; प्रति वर्ष 2 टन से 5 टन एसएनएफ की क्षमता के साथ नई एसएनएफ पुनर्प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों के व्यक्तिगत संचालन के परीक्षण के लिए अनुसंधान कक्ष; विश्लेषणात्मक परिसर; गैर-तकनीकी अपशिष्ट प्रसंस्करण इकाई; यू-पु-एनपी उत्पादों का भंडारण; एचएलडब्ल्यू भंडारण सुविधा; एसएओ भंडारण सुविधा।

ओडीसी के लिए विकसित गैर-मानक उपकरणों की लगभग 1,000 इकाइयों में से लगभग एक चौथाई पूरी तरह से नए उपकरण हैं जिनका कोई एनालॉग नहीं है। नए प्रकार के उपकरणों के लिए, विशेष रूप से निर्मित "कोल्ड" स्टैंडों पर पूर्ण पैमाने पर मॉक-अप पर इसका परीक्षण करने के लिए काम किया जा रहा है। वर्तमान में, एक ओडीसी परियोजना विकसित की गई है, कामकाजी दस्तावेज विकसित किए जा रहे हैं, एक निर्माण स्थल तैयार किया गया है, प्रतियोगिताएं आयोजित की जा रही हैं, गैर-मानक उपकरण बनाने और मानक उपकरण खरीदने पर काम चल रहा है। 2015 तक, पूरे भवन और संचार के निर्माण और 2016 में प्रौद्योगिकी परीक्षण की शुरुआत के लिए अनुसंधान कक्षों के उपकरणों के साथ एक ओडीसी स्टार्ट-अप कॉम्प्लेक्स बनाने की योजना बनाई गई है।

खनन और रासायनिक संयोजन में एसएनएफ पुनर्संसाधन की संभावनाएं

औद्योगिक पैमाने पर चयनित और परीक्षण की गई पर्यावरणीय और आर्थिक रूप से अनुकूलित नवीन प्रौद्योगिकियों के आधार पर, 2025 तक एक बड़े पैमाने पर रेडियोकेमिकल प्रसंस्करण संयंत्र बनाने की योजना बनाई गई है। यह उद्यम, तेज रिएक्टरों के लिए ईंधन के उत्पादन और खर्च किए गए ईंधन पुनर्प्रसंस्करण कचरे के अंतिम अलगाव की सुविधा के साथ, संचित ईंधन और खर्च किए गए ईंधन दोनों की समस्या को हल करने का अवसर प्रदान करेगा जो मौजूदा और नियोजित परमाणु ऊर्जा से उतारे जाएंगे। पौधे।

प्रायोगिक प्रदर्शन केंद्र और एमसीसी में बड़े पैमाने पर उत्पादन दोनों में VVER-1000 रिएक्टरों और अधिकांश RBMK-1000 खर्च किए गए ईंधन असेंबलियों से खर्च किए गए ईंधन को पुन: संसाधित करने की योजना बनाई गई है। पुनर्जनन उत्पादों का उपयोग परमाणु ईंधन चक्र में, यूरेनियम - थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए ईंधन के उत्पादन में, प्लूटोनियम (नेप्च्यूनियम के साथ) - तेज़ रिएक्टरों के लिए किया जाएगा। साथ ही, आरबीएमके खर्च किए गए ईंधन के पुनर्संसाधन की दर परमाणु ईंधन चक्र में पुनर्जनन उत्पादों (यूरेनियम और प्लूटोनियम दोनों) की मांग पर निर्भर करेगी।

ऊपर वर्णित दृष्टिकोणों ने नवंबर 2011 में अनुमोदित "2012-2020 और 2030 तक की अवधि के लिए बुनियादी ढांचे के निर्माण और खर्च किए गए परमाणु ईंधन प्रबंधन के लिए कार्यक्रम" का आधार बनाया ("परमाणु प्रौद्योगिकियों और पर्यावरण की सुरक्षा", संख्या)। 2-2012, पृ.40-55)।

लेखक

खर्च किए गए परमाणु ईंधन प्रबंधन के क्षेत्र में राज्य निगम "रोसाटॉम" की नीति, एसएनएफ प्रबंधन (2008) के लिए उद्योग अवधारणा में निर्धारित, मूल सिद्धांत पर आधारित है - पर्यावरणीय रूप से स्वीकार्य प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए खर्च किए गए परमाणु ईंधन को पुन: संसाधित करने की आवश्यकता विखंडन उत्पादों और पुनर्जीवित परमाणु ईंधन की परमाणु ईंधन चक्र में वापसी। खर्च किए गए परमाणु ईंधन को संभालते समय सर्वोच्च प्राथमिकता परमाणु और विकिरण सुरक्षा, ईंधन प्रबंधन के सभी चरणों में परमाणु सामग्री की भौतिक सुरक्षा और सुरक्षा सुनिश्चित करने और भविष्य की पीढ़ियों पर अत्यधिक बोझ न डालने को दी जाती है। इस क्षेत्र में रणनीतिक दिशाएँ हैं:

• खर्च किए गए परमाणु ईंधन के नियंत्रित भंडारण के लिए एक विश्वसनीय प्रणाली का निर्माण;
• प्रयुक्त ईंधन पुनर्प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों का विकास;
• परमाणु ईंधन चक्र में पुनर्जनन उत्पादों की संतुलित भागीदारी;
• प्रसंस्करण के दौरान उत्पन्न रेडियोधर्मी कचरे का अंतिम अलगाव (निपटान)।

बिजली रिएक्टरों से खर्च किया गया परमाणु ईंधन परमाणु ईंधन चक्र के रिएक्टर के बाद के चरण का प्रारंभिक चरण खुले और बंद परमाणु ईंधन चक्रों के लिए समान है।

इसमें रिएक्टर से खर्च किए गए परमाणु ईंधन के साथ ईंधन छड़ों को निकालना, इसे कई वर्षों तक ऑन-साइट पूल (पानी के नीचे कूलिंग पूल में "गीला" भंडारण) में संग्रहीत करना और फिर इसे एक पुनर्संसाधन संयंत्र में ले जाना शामिल है। में खुला संस्करणएनएफसी खर्च किए गए ईंधन को विशेष रूप से सुसज्जित भंडारण सुविधाओं (कंटेनरों या कक्षों में अक्रिय गैस या वायु वातावरण में "सूखा" भंडारण) में रखा जाता है, जहां इसे कई दशकों तक रखा जाता है, फिर एक ऐसे रूप में संसाधित किया जाता है जो रेडियोन्यूक्लाइड की चोरी को रोकता है और इसके लिए तैयार किया जाता है। अंतिम निपटान।

परमाणु ईंधन चक्र के बंद संस्करण में, खर्च किए गए ईंधन को एक रेडियोकेमिकल संयंत्र को आपूर्ति की जाती है, जहां इसे विखंडनीय परमाणु सामग्री निकालने के लिए संसाधित किया जाता है।

प्रयुक्त परमाणु ईंधन (एसएनएफ) एक विशेष प्रकार की रेडियोधर्मी सामग्री है - रेडियोकेमिकल उद्योग के लिए कच्चा माल।

रिएक्टर से निकाले गए विकिरणित ईंधन तत्वों में महत्वपूर्ण संचित गतिविधि होती है। प्रयुक्त परमाणु ईंधन दो प्रकार के होते हैं:

1) औद्योगिक रिएक्टरों से एसएनएफ, जिसमें ईंधन और उसके आवरण दोनों का रासायनिक रूप होता है, जो विघटन और बाद के प्रसंस्करण के लिए सुविधाजनक होता है;

2) बिजली रिएक्टरों के लिए ईंधन छड़ें।

औद्योगिक रिएक्टरों से एसएनएफ को बिना किसी असफलता के पुन: संसाधित किया जाता है, जबकि एसएनएफ को हमेशा पुन: संसाधित नहीं किया जाता है। ऊर्जा एसएनएफ को उच्च-स्तरीय अपशिष्ट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है यदि इसे आगे संसाधित नहीं किया जाता है, या यदि इसे संसाधित किया जाता है तो इसे मूल्यवान ऊर्जा कच्चे माल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कुछ देशों (यूएसए, स्वीडन, कनाडा, स्पेन, फिनलैंड) में, एसएनएफ को पूरी तरह से रेडियोधर्मी अपशिष्ट (रॉ) के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इंग्लैंड, फ्रांस, जापान में - कच्चे माल को ऊर्जा देने के लिए। रूस में, खर्च किए गए ईंधन के हिस्से को रेडियोधर्मी अपशिष्ट माना जाता है, और हिस्से को रेडियोकेमिकल संयंत्रों (146) में पुन: प्रसंस्करण के लिए भेजा जाता है।

इस तथ्य के कारण कि सभी देश बंद परमाणु चक्र रणनीति का पालन नहीं करते हैं, दुनिया में परमाणु ईंधन की खपत लगातार बढ़ रही है। बंद यूरेनियम ईंधन चक्र का पालन करने वाले देशों के अभ्यास से पता चला है कि हल्के जल रिएक्टरों के परमाणु ईंधन चक्र को आंशिक रूप से बंद करना लाभहीन है, यहां तक ​​कि अगले दशकों में यूरेनियम की कीमत में 3-4 गुना वृद्धि संभव है। फिर भी, ये देश हल्के जल रिएक्टरों के परमाणु ईंधन चक्र को बंद कर रहे हैं, बिजली दरों में वृद्धि करके लागत को कवर कर रहे हैं। इसके विपरीत, संयुक्त राज्य अमेरिका और कुछ अन्य देश खर्च किए गए परमाणु ईंधन के भविष्य के अंतिम निपटान को ध्यान में रखते हुए, इसके दीर्घकालिक भंडारण को प्राथमिकता देते हुए, खर्च किए गए परमाणु ईंधन को पुन: संसाधित करने से इनकार करते हैं, जो सस्ता पड़ता है। हालाँकि, उम्मीद है कि बीस के दशक तक दुनिया में खर्च हो चुके परमाणु ईंधन का पुनर्प्रसंस्करण बढ़ जाएगा।

ऊर्जा रिएक्टर के मूल से निकाले गए खर्च किए गए परमाणु ईंधन के साथ ईंधन असेंबलियों को गर्मी उत्पादन और अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड के क्षय को कम करने के लिए 5-10 वर्षों के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र में एक शीतलन पूल में संग्रहीत किया जाता है। रिएक्टर से उतारने के बाद पहले दिन, परमाणु ऊर्जा संयंत्र से 1 किलोग्राम खर्च किए गए परमाणु ईंधन में 26 से 180 हजार सीआई रेडियोधर्मिता होती है। एक वर्ष के बाद, 1 किलो खर्च किए गए ईंधन की गतिविधि घटकर 1 हजार Ci हो जाती है, 30 वर्षों के बाद 0.26 हजार Ci हो जाती है। हटाने के एक साल बाद, अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड्स के क्षय के परिणामस्वरूप, खर्च किए गए ईंधन की गतिविधि 11 - 12 गुना कम हो जाती है, और 30 वर्षों के बाद - 140 - 220 गुना और फिर सैकड़ों वर्षों में धीरे-धीरे कम हो जाती है 9 ( 146).

यदि प्राकृतिक यूरेनियम को शुरू में रिएक्टर में लोड किया गया था, तो खर्च किए गए ईंधन में 0.2 - 0.3% 235U रहता है। ऐसे यूरेनियम का पुनः संवर्धन आर्थिक रूप से संभव नहीं है, इसलिए यह तथाकथित अपशिष्ट यूरेनियम के रूप में बना रहता है। अपशिष्ट यूरेनियम को बाद में तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों में प्रजनन सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है। जब परमाणु रिएक्टरों को लोड करने के लिए कम-संवर्धित यूरेनियम का उपयोग किया जाता है, तो खर्च किए गए ईंधन में 1% 235U होता है। ऐसे यूरेनियम को परमाणु ईंधन में इसकी मूल सामग्री तक और समृद्ध किया जा सकता है और परमाणु ईंधन चक्र में वापस लाया जा सकता है। परमाणु ईंधन की प्रतिक्रियाशीलता को इसमें अन्य विखंडनीय न्यूक्लाइड - 239Pu या 233U, यानी जोड़कर बहाल किया जा सकता है। द्वितीयक परमाणु ईंधन. यदि 235यू के साथ ईंधन को समृद्ध करने के बराबर मात्रा में 239पीयू को घटते यूरेनियम में जोड़ा जाता है, तो एक यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन चक्र लागू किया जाता है। मिश्रित यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन का उपयोग थर्मल और तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर दोनों में किया जाता है। यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन यूरेनियम संसाधनों का पूर्ण उपयोग और विखंडनीय सामग्री का विस्तारित प्रजनन सुनिश्चित करता है। परमाणु ईंधन पुनर्जनन तकनीक के लिए, रिएक्टर से उतारे गए ईंधन की विशेषताएं अत्यंत महत्वपूर्ण हैं: रासायनिक और रेडियोकेमिकल संरचना, विखंडनीय सामग्री की सामग्री, गतिविधि स्तर। परमाणु ईंधन की ये विशेषताएँ रिएक्टर की शक्ति, रिएक्टर में ईंधन के जलने, अभियान की अवधि, द्वितीयक विखंडनीय सामग्रियों की प्रजनन दर, रिएक्टर से उतारने के बाद ईंधन के धारण समय, द्वारा निर्धारित की जाती हैं। और रिएक्टर का प्रकार.

रिएक्टरों से उतारे गए खर्च किए गए परमाणु ईंधन को एक निश्चित अवधि के बाद ही पुनर्प्रसंस्करण के लिए स्थानांतरित किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि विखंडन उत्पादों में बड़ी संख्या में अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड होते हैं, जो रिएक्टर से निकलने वाले ईंधन की गतिविधि का एक बड़ा हिस्सा निर्धारित करते हैं। इसलिए, ताजा उतारे गए ईंधन को अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड की मुख्य मात्रा के क्षय के लिए पर्याप्त समय के लिए विशेष भंडारण सुविधाओं में रखा जाता है। यह जैविक संरक्षण के संगठन को बहुत सुविधाजनक बनाता है, उपचारित परमाणु ईंधन के पुन: प्रसंस्करण के दौरान रासायनिक अभिकर्मकों और सॉल्वैंट्स पर विकिरण प्रभाव को कम करता है, और उन तत्वों के सेट को कम करता है जिनसे मुख्य उत्पादों को शुद्ध किया जाना चाहिए। इस प्रकार, दो से तीन वर्षों के संपर्क के बाद, विकिरणित ईंधन की गतिविधि लंबे समय तक रहने वाले विखंडन उत्पादों द्वारा निर्धारित की जाती है: Zr, Nb, Sr, Ce और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्व, Ru और α-सक्रिय ट्रांसयूरेनियम तत्व। प्रयुक्त परमाणु ईंधन का 96% यूरेनियम-235 और यूरेनियम-238 है, 1% प्लूटोनियम है, 2-3% रेडियोधर्मी विखंडन टुकड़े हैं।

हल्के जल रिएक्टरों के लिए खर्च किए गए ईंधन को धारण करने का समय 3 वर्ष है, तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए 150 दिन (155)।

खर्च किए गए ईंधन पूल (एसपी) में तीन साल की उम्र बढ़ने के बाद 1 टन वीवीईआर-1000 खर्च किए गए ईंधन में निहित विखंडन उत्पादों की कुल गतिविधि 790,000 सीआई है।

जब एसएनएफ को ऑन-साइट भंडारण सुविधा में संग्रहीत किया जाता है, तो इसकी गतिविधि नीरस रूप से कम हो जाती है (लगभग 10 वर्षों में परिमाण के क्रम से)। जब गतिविधि उन मानकों तक गिर जाती है जो खर्च किए गए परमाणु ईंधन परिवहन की सुरक्षा निर्धारित करते हैं रेलवे, इसे उनकी भंडारण सुविधाओं से हटा दिया जाता है और या तो दीर्घकालिक भंडारण या ईंधन पुनर्संसाधन संयंत्र में ले जाया जाता है। प्रसंस्करण संयंत्र में, ईंधन रॉड असेंबलियों को लोडिंग और अनलोडिंग तंत्र का उपयोग करके कंटेनरों से फैक्ट्री बफर स्टोरेज पूल में पुनः लोड किया जाता है। यहां असेंबलियों को प्रसंस्करण के लिए भेजे जाने तक संग्रहीत किया जाता है। किसी दिए गए संयंत्र में चयनित अवधि के लिए पूल में रखने के बाद, ईंधन असेंबलियों को भंडारण से उतार दिया जाता है और खर्च की गई ईंधन छड़ों को खोलने के संचालन के लिए निष्कर्षण के लिए ईंधन तैयारी विभाग में भेजा जाता है।

विकिरणित परमाणु ईंधन का पुनर्संसाधन इसमें से विखंडनीय रेडियोन्यूक्लाइड (मुख्य रूप से 233U, 235U और 239Pu) निकालने, न्यूट्रॉन-अवशोषित अशुद्धियों से यूरेनियम को शुद्ध करने, नेपच्यूनियम और कुछ अन्य ट्रांसयूरेनिक तत्वों को अलग करने और औद्योगिक, वैज्ञानिक या के लिए आइसोटोप प्राप्त करने के उद्देश्य से किया जाता है। चिकित्सा प्रयोजन. परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन से तात्पर्य बिजली, वैज्ञानिक या परिवहन रिएक्टरों से ईंधन छड़ों के पुनर्संसाधन के साथ-साथ ब्रीडर रिएक्टर कंबल के पुनर्संसाधन से है। खर्च किए गए ईंधन का रेडियोकेमिकल पुनर्संसाधन परमाणु ईंधन चक्र के बंद संस्करण का मुख्य चरण है, और हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम के उत्पादन में एक अनिवार्य चरण है (चित्र 35)।

न्यूट्रॉन से विकिरणित विखंडनीय सामग्री का पुनर्प्रसंस्करण परमाणु भट्टीजैसी समस्याओं के समाधान के लिए ईंधन का प्रयोग किया जाता है

नए ईंधन के उत्पादन के लिए यूरेनियम और प्लूटोनियम प्राप्त करना;

परमाणु हथियारों के उत्पादन के लिए विखंडनीय सामग्री (यूरेनियम और प्लूटोनियम) प्राप्त करना;

विभिन्न प्रकार के रेडियोआइसोटोप प्राप्त करना जिनका उपयोग चिकित्सा, उद्योग और विज्ञान में किया जाता है;

चावल। 35. मयक पीए में खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन के कुछ चरण। सभी ऑपरेशन 6-लेयर लेड ग्लास (155) द्वारा संरक्षित मैनिपुलेटर्स और कक्षों का उपयोग करके किए जाते हैं।

अन्य देशों से आय प्राप्त करना जो या तो पहले और दूसरे में रुचि रखते हैं, या बड़ी मात्रा में खर्च किए गए परमाणु ईंधन का भंडारण नहीं करना चाहते हैं;

समाधान पर्यावरण की समस्याएरेडियोधर्मी कचरे के निपटान से संबंधित।

रूस में, ब्रीडर रिएक्टरों से विकिरणित यूरेनियम और वीवीईआर-440, बीएन और कुछ जहाज इंजनों से ईंधन छड़ों को संसाधित किया जाता है; मुख्य प्रकार के पावर रिएक्टर VVER-1000, RBMK (किसी भी प्रकार) की ईंधन छड़ें पुनर्नवीनीकरण नहीं की जाती हैं और वर्तमान में विशेष भंडारण सुविधाओं में जमा होती हैं।

वर्तमान में, खर्च किए गए ईंधन की मात्रा लगातार बढ़ रही है और इसका पुनर्जनन खर्च किए गए ईंधन छड़ों के पुनर्संसाधन के लिए रेडियोकेमिकल प्रौद्योगिकी का मुख्य कार्य है। पुनर्प्रसंस्करण प्रक्रिया के दौरान, यूरेनियम और प्लूटोनियम को न्यूट्रॉन-अवशोषित न्यूक्लाइड (न्यूट्रॉन जहर) सहित रेडियोधर्मी विखंडन उत्पादों से अलग और शुद्ध किया जाता है, जो पुन: उपयोगविखंडनीय सामग्री रिएक्टर में परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया के विकास को रोक सकती है।

रेडियोधर्मी विखंडन उत्पादों में बड़ी संख्या में मूल्यवान रेडियोन्यूक्लाइड होते हैं जिनका उपयोग छोटे पैमाने पर परमाणु ऊर्जा (थर्मोइलेक्ट्रिक पावर जनरेटर के लिए रेडियोआइसोटोप ताप स्रोत) के साथ-साथ स्रोतों के निर्माण के लिए भी किया जा सकता है। आयनित विकिरण. न्यूट्रॉन के साथ यूरेनियम नाभिक की पार्श्व प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप ट्रांसयूरेनियम तत्वों का उपयोग किया जाता है। खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए रेडियोकेमिकल तकनीक को व्यावहारिक दृष्टिकोण या वैज्ञानिक हित (147 43) से उपयोगी सभी न्यूक्लाइड के निष्कर्षण को सुनिश्चित करना चाहिए।

खर्च किए गए ईंधन के रासायनिक पुनर्संसाधन की प्रक्रिया यूरेनियम नाभिक के विखंडन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले रेडियोन्यूक्लाइड की एक बड़ी मात्रा को जीवमंडल से अलग करने की समस्या के समाधान से जुड़ी है। यह समस्या परमाणु ऊर्जा के विकास में सबसे गंभीर और हल करने में कठिन समस्याओं में से एक है।

रेडियोकेमिकल उत्पादन के पहले चरण में ईंधन की तैयारी शामिल है, अर्थात। इसे असेंबलियों के संरचनात्मक भागों से मुक्त करने और ईंधन छड़ों के सुरक्षात्मक आवरणों को नष्ट करने के लिए। अगला चरण परमाणु ईंधन के उस चरण में स्थानांतरण से जुड़ा है जहां से रासायनिक प्रसंस्करण किया जाएगा: एक समाधान में, एक पिघल में, गैस चरण में। घोल में स्थानांतरित करना अक्सर घुलकर किया जाता है नाइट्रिक एसिड. इस मामले में, यूरेनियम हेक्सावैलेंट अवस्था में चला जाता है और एक यूरेनिल आयन, यूओ 2 2+ बनाता है, और प्लूटोनियम आंशिक रूप से हेक्सावेलेंट अवस्था में और टेट्रावेलेंट अवस्था में क्रमशः पुओ 2 2+ और पु 4+ बनाता है। गैस चरण में स्थानांतरण अस्थिर यूरेनियम और प्लूटोनियम हैलाइड के निर्माण से जुड़ा है। परमाणु सामग्रियों के स्थानांतरण के बाद, संबंधित चरण में मूल्यवान घटकों के अलगाव और शुद्धिकरण और उनमें से प्रत्येक को वाणिज्यिक उत्पाद के रूप में जारी करने से सीधे संबंधित संचालन की एक श्रृंखला शामिल होती है (चित्र 36)।

चित्र.36. एक बंद चक्र में यूरेनियम और प्लूटोनियम के संचलन की सामान्य योजना (156)।

खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन (पुन: प्रसंस्करण) में यूरेनियम, संचित प्लूटोनियम और विखंडन तत्वों के अंशों का निष्कर्षण शामिल है। रिएक्टर से निकाले जाने के समय 1 टन प्रयुक्त ईंधन में 950-980 किलोग्राम 235U और 238U, 5.5-9.6 किलोग्राम पु, साथ ही थोड़ी मात्रा में α-उत्सर्जक (नेप्च्यूनियम, अमेरिकियम, क्यूरियम, आदि) होते हैं। , जिसकी गतिविधि 26 हजार सीआई प्रति 1 किलो खर्च किए गए ईंधन तक पहुंच सकती है। ये ऐसे तत्व हैं जिन्हें एक बंद परमाणु ईंधन चक्र के दौरान पृथक, केंद्रित, शुद्ध और आवश्यक रासायनिक रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए।

प्रयुक्त परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन की तकनीकी प्रक्रिया में शामिल हैं:

ईंधन सामग्री को खोलने के लिए ईंधन असेंबलियों और ईंधन छड़ों का यांत्रिक विखंडन (काटना);

विघटन;

गिट्टी अशुद्धियों की सफाई समाधान;

यूरेनियम, प्लूटोनियम और अन्य वाणिज्यिक न्यूक्लाइड का निष्कर्षण पृथक्करण और शुद्धिकरण;

प्लूटोनियम डाइऑक्साइड, नेपच्यूनियम डाइऑक्साइड, यूरेनिल नाइट्रेट हेक्साहाइड्रेट और यूरेनियम ऑक्साइड की रिहाई;

अन्य रेडियोन्यूक्लाइड युक्त समाधानों का प्रसंस्करण और उनका पृथक्करण।

यूरेनियम और प्लूटोनियम को अलग करने, उन्हें अलग करने और विखंडन उत्पादों से शुद्ध करने की तकनीक ट्राइब्यूटाइल फॉस्फेट के साथ यूरेनियम और प्लूटोनियम निकालने की प्रक्रिया पर आधारित है। इसे मल्टी-स्टेज निरंतर एक्सट्रैक्टर्स पर किया जाता है। परिणामस्वरूप, यूरेनियम और प्लूटोनियम को लाखों बार विखंडन उत्पादों से शुद्ध किया जाता है। एसएनएफ पुनर्संसाधन लगभग 0.22 Ci/वर्ष (अधिकतम अनुमेय उत्सर्जन 0.9 Ci/वर्ष) की गतिविधि के साथ ठोस और गैसीय रेडियोधर्मी कचरे की एक छोटी मात्रा के निर्माण से जुड़ा है और बड़ी राशितरल रेडियोधर्मी कचरा.

ईंधन छड़ों की सभी निर्माण सामग्री रासायनिक प्रतिरोध की विशेषता रखती है, और उनका विघटन दर्शाती है गंभीर समस्या. विखंडनीय सामग्रियों के अलावा, ईंधन छड़ों में स्टेनलेस स्टील, ज़िरकोनियम, मोलिब्डेनम, सिलिकॉन, ग्रेफाइट, क्रोमियम आदि से युक्त विभिन्न भंडारण उपकरण और कोटिंग्स होते हैं। जब परमाणु ईंधन घुल जाता है, तो ये पदार्थ नाइट्रिक एसिड में नहीं घुलते हैं और बड़ी मात्रा में बनाते हैं। परिणामी घोल में निलंबन और कोलाइड की मात्रा।

ईंधन छड़ों की सूचीबद्ध विशेषताओं ने गोले को खोलने या विघटित करने के लिए नए तरीकों के विकास के साथ-साथ निष्कर्षण प्रसंस्करण से पहले परमाणु ईंधन समाधानों के स्पष्टीकरण को आवश्यक बना दिया है।

प्लूटोनियम उत्पादन रिएक्टरों का ईंधन बर्नअप बिजली रिएक्टरों के ईंधन बर्नअप से काफी भिन्न होता है। इसलिए, रेडियोधर्मी विखंडन तत्वों और प्लूटोनियम प्रति 1 टन यू की बहुत अधिक सामग्री वाली सामग्री पुनर्प्रसंस्करण के लिए प्राप्त की जाती है, जिससे परिणामी उत्पादों की शुद्धिकरण प्रक्रियाओं और पुनर्प्रसंस्करण प्रक्रिया के दौरान परमाणु सुरक्षा सुनिश्चित करने की आवश्यकताएं बढ़ जाती हैं। बड़ी मात्रा में तरल उच्च स्तरीय अपशिष्ट को संसाधित करने और निपटान करने की आवश्यकता के कारण कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं।

इसके बाद, यूरेनियम, प्लूटोनियम और नेपच्यूनियम को तीन निष्कर्षण चक्रों में पृथक, पृथक और शुद्ध किया जाता है। पहले चक्र में, यूरेनियम और प्लूटोनियम को संयुक्त रूप से विखंडन उत्पादों के थोक से शुद्ध किया जाता है, और फिर यूरेनियम और प्लूटोनियम को अलग किया जाता है। दूसरे और तीसरे चक्र में, यूरेनियम और प्लूटोनियम को अलग-अलग शुद्ध और केंद्रित किया जाता है। परिणामी उत्पादों - यूरेनिल नाइट्रेट और प्लूटोनियम नाइट्रेट - को रूपांतरण इकाइयों में स्थानांतरित करने से पहले बफर टैंक में रखा जाता है। प्लूटोनियम नाइट्रेट घोल में ऑक्सालिक एसिड मिलाया जाता है, परिणामस्वरूप ऑक्सालेट सस्पेंशन को फ़िल्टर किया जाता है, और अवक्षेप को शांत किया जाता है।

पाउडर प्लूटोनियम ऑक्साइड को एक छलनी के माध्यम से छान लिया जाता है और कंटेनरों में रखा जाता है। इस रूप में, प्लूटोनियम को नई ईंधन छड़ों के उत्पादन के लिए संयंत्र में प्रवेश करने से पहले संग्रहीत किया जाता है।

फ्यूल रॉड क्लैडिंग सामग्री को फ्यूल क्लैडिंग से अलग करना सबसे अधिक में से एक है जटिल कार्यपरमाणु ईंधन पुनर्जनन प्रक्रिया। मौजूदा तरीकों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: ईंधन छड़ों की क्लैडिंग और कोर सामग्री को अलग करने के साथ खोलने की विधियां और कोर सामग्री से क्लैडिंग सामग्री को अलग किए बिना खोलने की विधियां। पहले समूह में परमाणु ईंधन को घोलने से पहले ईंधन छड़ों के आवरण को हटाना और संरचनात्मक सामग्रियों को हटाना शामिल है। जल-रासायनिक विधियों में शेल सामग्रियों को सॉल्वैंट्स में घोलना शामिल है जो मूल सामग्रियों को प्रभावित नहीं करते हैं।

इन विधियों का उपयोग एल्यूमीनियम या मैग्नीशियम और इसके मिश्र धातुओं से बने गोले में यूरेनियम धातु से बनी ईंधन छड़ों के प्रसंस्करण के लिए विशिष्ट है। गर्म करने पर एल्युमीनियम आसानी से कास्टिक सोडा या नाइट्रिक एसिड में घुल जाता है, और मैग्नीशियम सल्फ्यूरिक एसिड के पतले घोल में आसानी से घुल जाता है। खोल को घोलने के बाद, कोर को नाइट्रिक एसिड में घोल दिया जाता है।

हालाँकि, आधुनिक बिजली रिएक्टरों की ईंधन छड़ों में संक्षारण प्रतिरोधी, खराब घुलनशील सामग्री से बने गोले होते हैं: ज़िरकोनियम, टिन (ज़िरकल) या नाइओबियम, स्टेनलेस स्टील के साथ ज़िरकोनियम मिश्र धातु। इन सामग्रियों का चयनात्मक विघटन केवल अत्यधिक आक्रामक वातावरण में ही संभव है। ज़िरकोनियम हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड में, ऑक्सालिक या नाइट्रिक एसिड या NH4F समाधान के साथ मिश्रण में घुल जाता है। स्टेनलेस स्टील का खोल - 4-6 एम एच 2 एसओ 4 उबालने में। गोले हटाने की रासायनिक विधि का मुख्य नुकसान बड़ी मात्रा में अत्यधिक खारे तरल रेडियोधर्मी कचरे का निर्माण है।

सीपियों के नष्ट होने से निकलने वाले कचरे की मात्रा को कम करना और इस कचरे को तुरंत प्राप्त करना ठोस अवस्था, के लिए अधिक उपयुक्त है दीर्घावधि संग्रहण, गैर-जलीय अभिकर्मकों के प्रभाव में गोले के विनाश के लिए प्रक्रियाएं विकसित कर रहे हैं उच्च तापमान(पाइरोकेमिकल विधियाँ)। ज़िरकोनियम शेल को 350-800 डिग्री सेल्सियस पर अल 2 ओ 3 के द्रवीकृत बिस्तर में निर्जल हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ हटा दिया जाता है। ज़िरकोनियम को वाष्पशील ZrC l4 में बदल दिया जाता है और इसे उर्ध्वपातन द्वारा मुख्य सामग्री से अलग किया जाता है, और फिर हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, जिससे ठोस ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड बनता है। . पाइरोमेटालर्जिकल विधियाँ सीपियों के सीधे पिघलने या अन्य धातुओं के पिघलने में उनके विघटन पर आधारित होती हैं। ये विधियां शेल और कोर सामग्रियों के पिघलने के तापमान में अंतर या अन्य पिघली हुई धातुओं या लवणों में उनकी घुलनशीलता में अंतर का फायदा उठाती हैं।

यांत्रिक तरीकेशैल हटाने में कई चरण शामिल होते हैं। सबसे पहले, ईंधन असेंबली के अंतिम हिस्सों को काट दिया जाता है और ईंधन छड़ों और व्यक्तिगत ईंधन छड़ों के बंडलों में अलग कर दिया जाता है। फिर गोले को यांत्रिक रूप से प्रत्येक ईंधन तत्व से अलग से हटा दिया जाता है।

क्लैडिंग सामग्री को कोर सामग्री से अलग किए बिना ईंधन छड़ों को खोला जा सकता है।

जल-रासायनिक तरीकों को लागू करते समय, एक सामान्य समाधान प्राप्त करने के लिए शेल और कोर को एक ही विलायक में भंग कर दिया जाता है। मूल्यवान घटकों (235यू और पु) की उच्च सामग्री के साथ ईंधन प्रसंस्करण करते समय या एक ही संयंत्र में प्रसंस्करण करते समय सह-विघटन की सलाह दी जाती है। अलग - अलग प्रकारईंधन तत्व आकार और विन्यास में भिन्न होते हैं। पाइरोकेमिकल विधियों के मामले में, ईंधन की छड़ों को गैसीय अभिकर्मकों से उपचारित किया जाता है, जो न केवल शेल को, बल्कि कोर को भी नष्ट कर देते हैं।

शेल को एक साथ हटाने के साथ-साथ खोलने के तरीकों और शेल और कोर के संयुक्त विनाश के तरीकों का एक सफल विकल्प "कटिंग-लीचिंग" विधि निकला। यह विधि उन शैलों में ईंधन छड़ों के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है जो नाइट्रिक एसिड में अघुलनशील हैं। ईंधन रॉड असेंबलियों को छोटे टुकड़ों में काटा जाता है, उजागर ईंधन रॉड कोर रासायनिक अभिकर्मकों के लिए सुलभ हो जाता है और नाइट्रिक एसिड में घुल जाता है। अघुलनशील सीपियों को उनमें रखे गए घोल के अवशेषों से धोया जाता है और स्क्रैप के रूप में हटा दिया जाता है। ईंधन की छड़ों को काटने के कुछ फायदे हैं। परिणामी अपशिष्ट - सीपियों के अवशेष - ठोस अवस्था में हैं, अर्थात। शेल के रासायनिक विघटन के साथ, तरल रेडियोधर्मी कचरे का कोई गठन नहीं होता है; गोले को यांत्रिक रूप से हटाने के दौरान मूल्यवान घटकों का कोई महत्वपूर्ण नुकसान नहीं होता है, क्योंकि गोले के हिस्सों को उच्च स्तर की पूर्णता के साथ धोया जा सकता है; आवरणों को यांत्रिक रूप से हटाने के लिए मशीनों के डिज़ाइन की तुलना में काटने वाली मशीनों का डिज़ाइन सरल बनाया गया है। कटिंग-लीचिंग विधि का नुकसान ईंधन छड़ों को काटने के लिए उपकरण की जटिलता और इसके दूरस्थ रखरखाव की आवश्यकता है। वर्तमान में, यांत्रिक काटने के तरीकों को इलेक्ट्रोलाइटिक और लेजर तरीकों से बदलने की संभावना तलाशी जा रही है।

उच्च और मध्यम बर्नअप पावर रिएक्टरों से खर्च की गई ईंधन छड़ें बड़ी मात्रा में गैसीय रेडियोधर्मी उत्पादों को जमा करती हैं जो गंभीर जैविक खतरा पैदा करते हैं: ट्रिटियम, आयोडीन और क्रिप्टन। परमाणु ईंधन के विघटन के दौरान, वे मुख्य रूप से निकलते हैं और गैस धाराओं के साथ चले जाते हैं, लेकिन आंशिक रूप से समाधान में रहते हैं, और फिर पुनर्संसाधन श्रृंखला में बड़ी संख्या में उत्पादों में वितरित होते हैं। ट्रिटियम विशेष रूप से खतरनाक है, जो ट्रिटिएटेड पानी एचटीओ बनाता है, जिसे सामान्य पानी एच2ओ से अलग करना मुश्किल होता है। इसलिए, विघटन के लिए ईंधन तैयार करने के चरण में, रेडियोधर्मी गैसों के थोक से ईंधन को मुक्त करने के लिए अतिरिक्त संचालन शुरू किया जाता है, उन्हें अपशिष्ट उत्पादों की छोटी मात्रा में केंद्रित किया जाता है। ऑक्साइड ईंधन के टुकड़ों को 450-470 o C के तापमान पर ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीडेटिव उपचार के अधीन किया जाता है। जब संक्रमण UO 2 -U 3 O 8 के कारण ईंधन जाली की संरचना को पुनर्व्यवस्थित किया जाता है, तो गैसीय विखंडन उत्पाद - ट्रिटियम, आयोडीन, और अक्रिय गैसें - उत्सर्जित होती हैं। गैसीय उत्पादों की रिहाई के दौरान, साथ ही यूरेनियम डाइऑक्साइड के नाइट्रस ऑक्साइड में संक्रमण के दौरान ईंधन सामग्री का ढीला होना, नाइट्रिक एसिड में सामग्री के बाद के विघटन में तेजी लाने में मदद करता है।

परमाणु ईंधन को समाधान में स्थानांतरित करने की विधि का चुनाव ईंधन के रासायनिक रूप, ईंधन की प्रारंभिक तैयारी की विधि और एक निश्चित उत्पादकता सुनिश्चित करने की आवश्यकता पर निर्भर करता है। यूरेनियम धातु 8-11M HNO 3 में घुल जाती है, और यूरेनियम डाइऑक्साइड 6-8M HNO 3 में 80-100 o C के तापमान पर घुल जाती है।

विघटन पर ईंधन संरचना के नष्ट होने से सभी रेडियोधर्मी विखंडन उत्पाद निकल जाते हैं। इस मामले में, गैसीय विखंडन उत्पाद निकास गैस निर्वहन प्रणाली में प्रवेश करते हैं। अपशिष्ट गैसों को वायुमंडल में छोड़े जाने से पहले साफ़ किया जाता है।

लक्ष्य उत्पादों का अलगाव और शुद्धिकरण

पहले निष्कर्षण चक्र के बाद अलग किए गए यूरेनियम और प्लूटोनियम को विखंडन उत्पादों, नेप्च्यूनियम और एक दूसरे से उस स्तर तक शुद्ध किया जाता है जो परमाणु ईंधन चक्र के विनिर्देशों को पूरा करता है और फिर एक वाणिज्यिक रूप में परिवर्तित हो जाता है।

यूरेनियम के आगे शुद्धिकरण के लिए सर्वोत्तम परिणाम निष्कर्षण और आयन विनिमय जैसे विभिन्न तरीकों के संयोजन से प्राप्त होते हैं। हालाँकि, औद्योगिक पैमाने पर एक ही विलायक - ट्रिब्यूटाइल फॉस्फेट के साथ बार-बार निष्कर्षण चक्र का उपयोग करना अधिक किफायती और तकनीकी रूप से सरल है।

निष्कर्षण चक्रों की संख्या और यूरेनियम शुद्धिकरण की गहराई पुनर्प्रसंस्करण के लिए आपूर्ति किए गए परमाणु ईंधन के प्रकार और बर्नअप और नेपच्यूनियम पृथक्करण के कार्य द्वारा निर्धारित की जाती है। यूरेनियम में अशुद्धता α-उत्सर्जकों की सामग्री के लिए तकनीकी विशिष्टताओं को पूरा करने के लिए, समग्र नेपच्यूनियम निष्कासन कारक ≥500 होना चाहिए। सोखने के शुद्धिकरण के बाद, यूरेनियम को एक जलीय घोल में फिर से निकाला जाता है, जिसका शुद्धता, यूरेनियम सामग्री और 235U संवर्धन की डिग्री के लिए विश्लेषण किया जाता है।

यूरेनियम शोधन के अंतिम चरण का उद्देश्य इसे यूरेनियम ऑक्साइड में परिवर्तित करना है - या तो यूरेनिल पेरोक्साइड, यूरेनिल ऑक्सालेट, अमोनियम यूरेनिल कार्बोनेट या अमोनियम यूरेनेट के रूप में वर्षा के बाद कैल्सीनेशन, या यूरेनिल नाइट्रेट हेक्साहाइड्रेट के प्रत्यक्ष थर्मल अपघटन द्वारा।

यूरेनियम के मुख्य द्रव्यमान से अलग होने के बाद, प्लूटोनियम को γ- और β-गतिविधि के लिए अपनी पृष्ठभूमि में विखंडन उत्पादों, यूरेनियम और अन्य एक्टिनाइड्स से आगे शुद्धिकरण के अधीन किया जाता है। पौधे अंतिम उत्पाद के रूप में प्लूटोनियम डाइऑक्साइड का उत्पादन करने का प्रयास करते हैं, और फिर, रासायनिक प्रसंस्करण के साथ संयोजन में, ईंधन छड़ का उत्पादन करते हैं, जो प्लूटोनियम के महंगे परिवहन से बचाता है, जिसके लिए विशेष सावधानी की आवश्यकता होती है, खासकर प्लूटोनियम नाइट्रेट के समाधान का परिवहन करते समय। प्लूटोनियम की शुद्धि और सांद्रता के लिए तकनीकी प्रक्रिया के सभी चरणों में परमाणु सुरक्षा प्रणालियों की विशेष विश्वसनीयता के साथ-साथ कर्मियों की सुरक्षा और प्लूटोनियम की विषाक्तता के कारण पर्यावरण प्रदूषण की संभावना की रोकथाम की आवश्यकता होती है। उच्च स्तरα-विकिरण। उपकरण डिज़ाइन करते समय, उन सभी कारकों को ध्यान में रखा जाता है जो गंभीरता का कारण बन सकते हैं: विखंडनीय सामग्री का द्रव्यमान, एकरूपता, ज्यामिति, न्यूट्रॉन प्रतिबिंब, न्यूट्रॉन मॉडरेशन और अवशोषण, साथ ही विखंडनीय सामग्री की एकाग्रता यह प्रोसेसआदि। प्लूटोनियम नाइट्रेट के जलीय घोल का न्यूनतम क्रांतिक द्रव्यमान 510 ग्राम (जल परावर्तक की उपस्थिति में) है। प्लूटोनियम शाखा में संचालन के दौरान परमाणु सुरक्षा उपकरणों की विशेष ज्यामिति (उनके व्यास और मात्रा) और समाधान में प्लूटोनियम की एकाग्रता की सीमा द्वारा सुनिश्चित की जाती है, जिसकी निरंतर प्रक्रिया के कुछ बिंदुओं पर लगातार निगरानी की जाती है।

प्लूटोनियम की अंतिम शुद्धि और सांद्रता की तकनीक निष्कर्षण या आयन विनिमय के क्रमिक चक्रों और प्लूटोनियम अवक्षेपण के अतिरिक्त शोधन संचालन पर आधारित है, जिसके बाद इसका थर्मल रूपांतरण डाइऑक्साइड में होता है।

प्लूटोनियम डाइऑक्साइड कंडीशनिंग इकाई में प्रवेश करता है, जहां इसे कैल्सीन किया जाता है, कुचला जाता है, छाना जाता है, बैच किया जाता है और पैक किया जाता है।

मिश्रित यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन के उत्पादन के लिए, यूरेनियम और प्लूटोनियम के रासायनिक सह-अवक्षेपण की विधि उचित है, जिससे ईंधन की पूर्ण एकरूपता प्राप्त करना संभव हो जाता है। इस प्रक्रिया में प्रयुक्त ईंधन पुनर्प्रसंस्करण के दौरान यूरेनियम और प्लूटोनियम को अलग करने की आवश्यकता नहीं होती है। इस मामले में, विस्थापन स्ट्रिपिंग द्वारा यूरेनियम और प्लूटोनियम को आंशिक रूप से अलग करके मिश्रित समाधान प्राप्त किए जाते हैं। इस तरह 3% की पुओ2 सामग्री के साथ थर्मल न्यूट्रॉन पर हल्के पानी के परमाणु रिएक्टरों के लिए (यू, पु)ओ2 प्राप्त करना संभव है, साथ ही 20% की पुओ2 सामग्री के साथ तेज न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए भी।

खर्च किए गए ईंधन पुनर्जनन की व्यवहार्यता के बारे में चर्चा न केवल वैज्ञानिक, तकनीकी और आर्थिक प्रकृति की है, बल्कि राजनीतिक प्रकृति की भी है, क्योंकि पुनर्जनन संयंत्रों के निर्माण की तैनाती से प्रसार का संभावित खतरा पैदा होता है। परमाणु हथियार. केंद्रीय समस्या उत्पादन की पूर्ण सुरक्षा सुनिश्चित करना है, अर्थात। प्लूटोनियम के नियंत्रित उपयोग और पर्यावरण सुरक्षा की गारंटी सुनिश्चित करना। इसलिए अब सृजन कर रहे हैं कुशल प्रणालियाँपरमाणु ईंधन के रासायनिक पुनर्प्रसंस्करण की तकनीकी प्रक्रिया का नियंत्रण, प्रक्रिया के किसी भी चरण में विखंडनीय सामग्री की मात्रा निर्धारित करने की क्षमता प्रदान करना। तथाकथित वैकल्पिक तकनीकी प्रक्रियाओं के प्रस्ताव, उदाहरण के लिए CIVEX प्रक्रिया, जिसमें प्रक्रिया के किसी भी चरण में प्लूटोनियम यूरेनियम और विखंडन उत्पादों से पूरी तरह से अलग नहीं होता है, जो विस्फोटक उपकरणों में इसके उपयोग की संभावना को काफी जटिल बनाता है, यह सुनिश्चित करने के लिए भी काम करता है परमाणु हथियारों के अप्रसार की गारंटी।

सीवेक्स - प्लूटोनियम जारी किए बिना परमाणु ईंधन का पुनरुत्पादन।

एसएनएफ पुनर्प्रसंस्करण की पर्यावरण मित्रता में सुधार करने के लिए, गैर-जलीय तकनीकी प्रक्रियाएं विकसित की जा रही हैं, जो पुनर्प्रसंस्करण प्रणाली के घटकों की अस्थिरता में अंतर पर आधारित हैं। गैर-जलीय प्रक्रियाओं के फायदे उनकी सघनता, मजबूत तनुकरण की अनुपस्थिति और बड़ी मात्रा में तरल रेडियोधर्मी कचरे का निर्माण और विकिरण अपघटन प्रक्रियाओं का कम प्रभाव हैं। उत्पन्न कचरा ठोस चरण में होता है और काफी कम मात्रा में होता है।

वर्तमान में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र के आयोजन के एक प्रकार का अध्ययन किया जा रहा है, जिसमें स्टेशन पर समान इकाइयाँ नहीं बनाई जाती हैं (उदाहरण के लिए, तीन समान थर्मल न्यूट्रॉन इकाइयाँ), लेकिन विभिन्न प्रकार (उदाहरण के लिए, दो थर्मल और एक तेज़ रिएक्टर)। सबसे पहले, 235U से समृद्ध ईंधन को एक थर्मल रिएक्टर (प्लूटोनियम के निर्माण के साथ) में जलाया जाता है, फिर ईंधन को एक तेज़ रिएक्टर में स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें परिणामी प्लूटोनियम का उपयोग करके 238U को संसाधित किया जाता है। उपयोग चक्र की समाप्ति के बाद, खर्च किए गए ईंधन को रेडियोकेमिकल संयंत्र को आपूर्ति की जाती है, जो सीधे परमाणु ऊर्जा संयंत्र के क्षेत्र में स्थित है। संयंत्र पूर्ण ईंधन पुनर्प्रसंस्करण में संलग्न नहीं है - यह केवल यूरेनियम और प्लूटोनियम को खर्च किए गए ईंधन से अलग करने तक सीमित है (इन तत्वों के हेक्साफ्लोराइड फ्लोराइड को आसवित करके)। अलग किए गए यूरेनियम और प्लूटोनियम का उपयोग नए मिश्रित ईंधन के उत्पादन के लिए किया जाता है, और शेष खर्च किया गया ईंधन या तो उपयोगी रेडियोन्यूक्लाइड को अलग करने या निपटान के लिए एक संयंत्र में जाता है।

उपभोग की पारिस्थितिकी। विज्ञान और प्रौद्योगिकी: खर्च किया गया परमाणु ईंधन बहुत है खतरनाक अपशिष्टबेहद महंगे निपटान के साथ, और साथ ही कई अद्वितीय तत्वों और आइसोटोप का एक स्रोत जिसकी कीमत काफी अधिक है।

प्रयुक्त परमाणु ईंधन (एसएनएफ) के अर्थशास्त्र को समझना काफी दिलचस्प लगता है। पृथ्वी पर ऐसे जटिल आर्थिक द्वंद्व के साथ कुछ चीजें हैं: एसएनएफ बेहद महंगा निपटान के साथ एक बहुत ही खतरनाक अपशिष्ट है, और साथ ही यह कई अद्वितीय तत्वों और आइसोटोप का स्रोत है जिसमें काफी पैसा खर्च होता है।

यह द्वंद्व खर्च किए गए परमाणु ईंधन के भविष्य के भाग्य के बारे में एक कठिन विकल्प को जन्म देता है - अब कई दशकों से, परमाणु ऊर्जा वाले अधिकांश देश यह तय नहीं कर पाए हैं कि खर्च किए गए परमाणु ईंधन को दफनाना या इसे पुन: संसाधित करना आवश्यक है या नहीं।

इस पाठ में, यथासंभव सटीकता से, मैं एसएनएफ अर्थव्यवस्था के व्यय और राजस्व पक्ष की गणना करने का प्रयास करूंगा।

प्रयुक्त शब्द और संक्षिप्तीकरण:

विखंडनीय सामग्री (एफएम)- वास्तविक परमाणु ईंधन जो विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया (Pu239, U235, Pu241, U233) का समर्थन करता है। जिसे ईंधन कहा जाता है, वास्तव में, डीएम के अलावा, इसमें आमतौर पर अन्य सामग्री भी शामिल होती है - ऑक्सीजन, यूरेनियम 238 और विखंडन उत्पाद

विखंडन उत्पाद- विखंडन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप डीएम से विखंडन तत्व बनते हैं। आमतौर पर रेडियोधर्मी आइसोटोप 70 से 140 आवर्त सारणी संख्याओं तक होते हैं।

पीडब्लूआर/वीवीईआर- दुनिया में सबसे आम प्रकार का परमाणु रिएक्टर, प्राथमिक सर्किट में दबावयुक्त पानी (उबलता नहीं) और थर्मल न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम के साथ।

बी एन- एक अन्य प्रकार का रिएक्टर, जिसमें तेज़ न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम और शीतलक के रूप में सोडियम होता है।

ज़ायत्ज़- परमाणु ईंधन चक्र को बंद करना, परमाणु ऊर्जा के ईंधन आधार का विस्तार करने का एक आशाजनक तरीका। इसमें BN या BREST रिएक्टरों का उपयोग शामिल है।

ब्रेस्ट- एक अन्य प्रकार का रिएक्टर, तेज़ न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम और लेड कूलेंट के साथ, जो सैद्धांतिक रूप से बीएन से अधिक सुरक्षित है। अभी तक ऐसा कोई रिएक्टर नहीं बनाया गया है।

खर्चे में लिखना

परमाणु ऊर्जा संयंत्र संचालक के लिए खर्च किए गए ईंधन का खर्च तब शुरू होता है जब वह रिएक्टर भंडारण पूल को छोड़ देता है और सूखे या गीले भंडारण में भेजा जाता है। इसके बाद सभी लागतों को एसएनएफ की प्रति किलोग्राम भारी धातुओं की विशिष्ट लागतों में पुनर्गणना करना सुविधाजनक है, लेकिन सूखी भंडारण सुविधा में भेजने के मामले में, ऐसी लागत 130 से 300 डॉलर प्रति किलोग्राम एसएनएफ तक होती है और मुख्य रूप से लागत से निर्धारित होती है भंडारण कंटेनरों या भवन जिसमें एसएनएफ स्थित है। इस राशि में से, $5 से $30 के बीच परिवहन संचालन पर खर्च किया जाता है।

वास्तव में ये राशियाँ नगण्य हैं। एक किलोग्राम प्रयुक्त ईंधन, जब यह अभी भी ईंधन था, 400 से 500 मेगावाट बिजली उत्पन्न करता था (यदि हम पीडब्लूआर/वीवीईआर लेते हैं), जिसकी लागत लगभग 16...50 हजार डॉलर होती है, यानी। अंतरिम भंडारण की ओर जाना परमाणु ऊर्जा उत्पादन से प्राप्त राजस्व के 1% के बराबर भी नहीं है।

हालाँकि, मध्यवर्ती भंडारण केवल मध्यवर्ती है क्योंकि इसमें किसी प्रकार की निरंतरता होनी चाहिए। यह या तो अपरिवर्तित रूप में खर्च किए गए परमाणु ईंधन का प्रत्यक्ष निपटान हो सकता है, या पुनर्संसाधन हो सकता है।

नीचे एक प्लेट है जो पुनर्संसाधित ईंधन से विखंडनीय सामग्री के उपयोग के माध्यम से प्राकृतिक यूरेनियम की आवश्यकता में कमी को दर्शाती है।

अब आइए देखें कि क्या एसएनएफ में कुछ और उपयोगी है जो समग्र रूप से पुनर्प्रसंस्करण के अर्थशास्त्र में सुधार कर सकता है। यहां यह याद रखना जरूरी है कि यूरेनियम और प्लूटोनियम के विखंडन उत्पाद 25 तत्वों के लगभग 70 आइसोटोप हैं। कुछ न्यूक्लाइड, स्थिर और रेडियोधर्मी, सैद्धांतिक रूप से व्यावसायिक हित के हैं।

दुर्ग. प्रत्येक टन विखंडन उत्पादों के लिए जटिल समस्थानिक संरचना का लगभग 5% पैलेडियम होता है। वे। 100 किलोग्राम विखंडन उत्पादों वाले प्रत्येक टन बीएन खर्च किए गए ईंधन से, लगभग 5 किलोग्राम पैलेडियम निकालना संभव होगा, प्रत्येक टन वीवीईआर खर्च किए गए ईंधन से - 800 ग्राम। दुर्भाग्य से, पैलेडियम आइसोटोप पीडी-107 (खर्च किए गए परमाणु ईंधन में सभी पैलेडियम आइसोटोप का लगभग 14%) के कारण रेडियोधर्मी होगा, जिसका आधा जीवन 6.5 मिलियन वर्ष है, यानी। इसके ढहने का इंतज़ार करना संभव नहीं होगा. खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निकाले गए पैलेडियम की विशिष्ट गतिविधि लगभग 1.2 एमबीक्यू/जी होगी - यह काफी अधिक है; एनआरबी-99 ऐसी गतिविधि के पैलेडियम के सुरक्षित वार्षिक सेवन की सीमा 1.45 ग्राम प्रति वर्ष निर्धारित करता है।

सैद्धांतिक रूप से, यदि इस रेडियोधर्मी पैलेडियम का उपयोग (कुछ औद्योगिक उत्प्रेरकों में) होता है और इसकी कीमत प्राकृतिक पैलेडियम की कीमत (~$30,000 प्रति किलोग्राम!) के बराबर है, तो एसएनएफ से निकाला गया पैलेडियम 1-2% होगा। एसएनएफ पुनर्संसाधन की लागत।

रोडियाम. एक अन्य प्लैटिनम समूह धातु। एक टन बीएन खर्च किए गए ईंधन से 1.2 किलोग्राम रोडियम और एक टन वीवीईआर खर्च किए गए ईंधन से लगभग 500 ग्राम रोडियम निकालना संभव होगा। सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाला रेडियोधर्मी आइसोटोप Rh-102 है जिसका आधा जीवन 3.74 वर्ष है। लगभग 50 वर्षों के संपर्क के बाद, रोडियम की रेडियोधर्मिता कम हो जाएगी जिसके बाद इसे गैर-रेडियोधर्मी माना जा सकता है। रोडियम की लागत पैलेडियम की तुलना में लगभग समान (अब और भी अधिक) है; तदनुसार, खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निकाला गया रोडियम पुनर्संसाधन की लागत का 0.3-0.5% होगा।

दयाता. कुख्यात आरयू-106 के अलावा, विखंडन उत्पादों में इस तत्व के स्थिर आइसोटोप भी हैं। प्रयुक्त ईंधन में रूथेनियम का द्रव्यमान पैलेडियम से लगभग 25% अधिक है, और यह लगभग 40 वर्षों की उम्र बढ़ने के बाद गैर-रेडियोधर्मी (आरयू-106 की मुख्य मात्रा के क्षय के बाद) हो जाता है। दुर्भाग्य से, रूथेनियम की लागत पैलेडियम से 6 गुना कम है, इसलिए यह बेचे जाने पर खर्च किए गए ईंधन पुनर्प्रसंस्करण की लागत का केवल 0.2-0.4% जोड़ता है।

चाँदी. विखंडन टुकड़ों में इसका हिस्सा लगभग 0.8% है। वे। इस टन टुकड़ों में से यह लगभग 8 किलोग्राम होगा। इसमें दो अपेक्षाकृत लंबे समय तक जीवित रहने वाले रेडियोधर्मी आइसोटोप हैं। एजी-110एम 250 दिनों के आधे जीवन के साथ और एजी-108एम 418 साल के आधे जीवन के साथ। दूसरा आइसोटोप अपेक्षाकृत कम उपज के साथ बनता है। 30 साल की उम्र के बाद अवशिष्ट गतिविधि 2.9 µCi/g होगी, जो प्राकृतिक यूरेनियम की रेडियोधर्मिता से थोड़ी अधिक है, लेकिन तुलनीय है। तकनीकी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, लेकिन अपेक्षाकृत कम लागत के कारण यह शायद ही आर्थिक रूप से उचित है।

क्सीनन. यह यूरेनियम या प्लूटोनियम के टुकड़ों में सबसे आम है - स्थिर आइसोटोप अकेले विखंडन उत्पादों के द्रव्यमान का लगभग 12% बनाते हैं। पैलेडियम या रूथेनियम (~$50 प्रति किलोग्राम) की तुलना में इसकी कम लागत के बावजूद, यह तथ्य कि क्सीनन एक उत्कृष्ट गैस है, इसे दिलचस्प बनाता है। खर्च किए गए परमाणु ईंधन के किसी भी पुनर्प्रसंस्करण के दौरान, क्सीनन को गैसीय रूप में जारी किया जाता है, इसलिए इसे प्राप्त करने के लिए किसी विशेष रेडियोकैमिस्ट्री की आवश्यकता नहीं होती है, जो लागत को तेजी से कम कर देती है। हालाँकि, एक समस्या है - हालाँकि क्सीनन आइसोटोप के बीच लंबे समय तक रहने वाले (प्रकृति का एक उपहार!) नहीं हैं, यह हमेशा क्रिप्टन के साथ होता है, जिसका KR-85 आइसोटोप एक लंबे समय तक रहने वाला रेडियोधर्मी तत्व है।
फिर भी, क्रायोजेनिक सुधार शुद्ध ज़ेनॉन प्राप्त करने में मदद कर सकता है, जिसका उपयोग आज अंतरिक्ष यान के आयन इंजनों, एनेस्थीसिया आदि में तेजी से किया जा रहा है। इसके बावजूद, मैं खर्च किए गए ईंधन के पुनर्संसाधन के दौरान क्सीनन के भंडारण की प्रथा के निशान नहीं ढूंढ पाया - आमतौर पर इसे बस वातावरण में फेंक दिया जाता है।

तकनीकी रूप से, कई अन्य तत्व हैं जो भविष्य में खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निष्कर्षण के लिए रुचिकर हो सकते हैं - उदाहरण के लिए, टेल्यूरियम। हालाँकि, इन सामग्रियों की वर्तमान लागत, जैसा कि चांदी के मामले में है, खर्च किए गए परमाणु ईंधन से उनके निष्कर्षण को उचित नहीं ठहराती है।

परिणाम क्रियाओं का निम्नलिखित क्रम है - सबसे सस्ता विकल्प "मध्यवर्ती" भंडारण है, लेकिन इस प्रक्रिया में लंबा समय लगने का जोखिम है (जैसा कि संयुक्त राज्य अमेरिका में हो रहा है, जहां 40 वर्षों से खर्च किए गए परमाणु ईंधन के राष्ट्रीय निपटान पर चर्चा की गई है) और बनने का जोखिम है परमाणु ईंधन के समग्र जीवन चक्र लागत में एक महत्वपूर्ण कारक। लागत के मामले में सबसे अच्छा तात्कालिक समाधान यह है कि खर्च किए गए ईंधन को जितनी जल्दी हो सके गहरे भूविज्ञान में दफना दिया जाए। खैर, यदि सीएनएफसी की ओर परमाणु ऊर्जा के विकास की आशा है, तो परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन को विकसित करना आवश्यक है।

वैसे, फिनिश दफन स्थल ओंकालो की सुरंगों के लिए कंक्रीट प्लग के निर्माण और परीक्षण के बारे में एक अच्छा वीडियो देखें।

साइबेरियन माइनिंग एंड केमिकल कॉम्प्लेक्स स्टूडियो से एक दिलचस्प वीडियो आया है। माइनिंग एंड केमिकल कॉम्बिनेशन क्रास्नोयार्स्क के पास एक "माइनिंग एंड केमिकल कॉम्बिनेशन" है, जो कभी हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम के उत्पादन का केंद्र था, और अब खर्च किए गए परमाणु ईंधन के भंडारण और पुनर्संसाधन में माहिर है।

मैं आपको याद दिला दूं कि खर्च किए गए ईंधन का पुनर्प्रसंस्करण एक बंद परमाणु ईंधन चक्र (सीएनएफसी) की तीन मुख्य प्रौद्योगिकियों में से एक है: (1) एक रिएक्टर में रूपांतरण/दहन, (2) खर्च किए गए ईंधन पुनर्प्रसंस्करण के दौरान नई विखंडनीय सामग्री का निष्कर्षण, और ( 3) बिंदु # 1 के लिए नए ईंधन का निर्माण (यह वही है जो हमें चक्र मिलता है)। वैसे, यदि यह आपको बिल्कुल भी स्पष्ट नहीं है, तो मैं आपको मेरा पढ़ने की सलाह देता हूँ , जहां मैंने इसे यथासंभव विस्तार से समझाने की कोशिश की।

इसलिए, 2009 से, एमसीसी संरचनाओं का एक परिसर बना रहा है:

आरबीएमके के लिए शुष्क केंद्रीकृत भंडारण सुविधा की दो इमारतों ने ईंधन खर्च किया। यह सिर्फ आरबीएमके द्वारा खर्च किए गए ईंधन कनस्तरों के साथ एक भंडारण सुविधा है जो धीरे-धीरे ठंडा हो रही है, और आने वाले दशकों तक ऐसा करना जारी रहेगा। इसका कार्य आरबीएमके ऑन-साइट भंडारण सुविधाओं को उतारना है, जो जल्द ही बंद होना शुरू हो जाएगा। इस खर्च किए गए परमाणु ईंधन को दोबारा संसाधित नहीं किया जाएगा - इसमें बहुत कम अवशिष्ट विखंडनीय सामग्री होती है। दो इमारतें 18,000 टन आरबीएमके खर्च किए गए ईंधन को समायोजित कर सकती हैं।




VVER-1000 SNF के लिए सूखी भंडारण सुविधा की एक इमारत और VVER-1000 के लिए गीली भंडारण सुविधा से पुनः लोड करने के लिए एक परिसर। मैं आपको याद दिला दूं कि वीवीईआर-1000 के विकास के दौरान, तुरंत ऑन-साइट के बजाय एक केंद्रीकृत, खर्च किए गए ईंधन भंडारण सुविधा का निर्माण करने का निर्णय लिया गया था, और इसे 1985 में एमसीसी में पेश किया गया था। वहां वीवीईआर-1000 से 8,000 टन खर्च किया गया परमाणु ईंधन संग्रहीत है, और भंडारण सुविधा पूरी होने के करीब है। अब सूखा (सस्ता) भंडारण पहले का पूरक होगा




VVER-1000 से खर्च किए गए ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए प्रायोगिक और प्रदर्शन केंद्र। इसकी क्षमता 250 टन प्रति वर्ष होगी, जो 2020 में सभी वीवीईआर-1000/1200 की वार्षिक अनलोडिंग (वर्तमान में कम) के लगभग बराबर है।

यह वह निर्माण है जिसे वीडियो में दिखाया गया है।

घोषित कीमत 75 +30-35 बिलियन रूबल = 110-115 बिलियन है, जो काफी दिलचस्प है। यह ज्ञात है कि आरबीएमके एसएनएफ के लिए सूखी भंडारण सुविधाओं की लागत 40 बिलियन है, लेकिन अगर हम ट्रांसफर यूनिट के साथ वीवीईआर-1000 एसएनएफ के लिए सूखी भंडारण सुविधा पर 30 बिलियन डॉलर और लगाते हैं, तो हमें ओडीसी की लागत 40+ बिलियन रूबल मिलती है, जो निःसंदेह, सस्ता नहीं है।

VVER-1000 खर्च किए गए ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए पायलट प्रदर्शन केंद्र दिलचस्प है क्योंकि यह तरल रेडियोधर्मी कचरे का निर्वहन किए बिना प्रौद्योगिकी का उपयोग करेगा (इसका बड़ा हिस्सा ईंधन रॉड क्लैडिंग के विघटन के दौरान बनता है - फ्रेंच ला हेग में, यह तरल रेडियोधर्मी कचरा उदाहरण के लिए, समुद्र में फेंक दिया जाता है), और मात्रा के हिसाब से ठोस रेडियोधर्मी कचरे की मात्रा (ये संरचना के विखंडन और सक्रियण के उत्पाद हैं) कंटेनर में पुनर्संसाधित ईंधन असेंबली द्वारा कब्जा की गई मात्रा का ¼ है, यानी। परिणामस्वरूप, अंतिम निपटान की 4 गुना कम मात्रा की आवश्यकता होती है। भंडारण समय के साथ भी सूक्ष्मताएं हैं - जो ईंधन असेंबलियों के लिए मामूली एक्टिनाइड्स और टेक्नेटियम -99 द्वारा निर्धारित की जाती हैं - यदि खर्च किए गए ईंधन के पुनर्प्रसंस्करण के दौरान उन्हें हटा दिया जाता है और एक विशेष रिएक्टर में कम समय तक चलने वाली चीज़ में परिवर्तित कर दिया जाता है, तो हमें सैकड़ों मिलेंगे प्रसंस्करण के बाद बचे रेडियोधर्मी कचरे के सैकड़ों-हजारों वर्षों के भंडारण के बजाय वर्षों तक प्रयुक्त ईंधन का भंडारण - लगभग एक हजार गुना की कमी।

रोसेनरगोएटम इस परिसर के निर्माण में बहुत रुचि रखता है - 27 से, खर्च किए गए परमाणु ईंधन के भंडारण की सभी लागतें इस पर पड़ेंगी, और शुष्क भंडारण और पुनर्प्रसंस्करण के बिना चिंता का समय कठिन होगा।

खनन और रासायनिक संयोजन में यूडीसी भी परमाणु ईंधन चक्र को बंद करने में भाग लेगा - वीवीईआर-1000 से खर्च किए गए ईंधन से प्लूटोनियम, प्रति वर्ष लगभग 2.5 टन की मात्रा में, बीएन-800 के लिए ताजा ईंधन के उत्पादन के लिए आपूर्ति की जाएगी। (यदि एसयूओपी के समझौते के तहत ब्रेक कायम है) या बीएन-1200 (यदि यह बनाया गया है)।

सिद्धांत रूप में, रोसेनरगोएटम चिंता की दीर्घकालिक योजना 3-6 बीएन-1200 का निर्माण करना है, और इस तरह से वीवीईआर से सभी खर्च किए गए ईंधन को संसाधित करना है, बीएन के लिए ईंधन प्राप्त करना है, और बदले में बीएन-1200 से खर्च किया गया ईंधन है। MOX के लिए ईंधन को VVER के लिए MOX में संसाधित करें। नतीजतन, यह पता चलता है कि भंडारण के लिए कोई नया खर्च किया गया ईंधन उत्पन्न नहीं होता है, और इसके अलावा, प्राकृतिक यूरेनियम का 15-20% बचाया जाता है। हालाँकि, इस वैभव के लिए और भी अधिक निर्माण करना आवश्यक है बड़ा पौधाखर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए, मान लीजिए, प्रति वर्ष 1000 टन की दर से (यह वही है जो वर्तमान में ला हेग में दुनिया के सबसे बड़े अरेवा संयंत्र में है) - यह भी योजनाओं में है, हालांकि, मैं यहां इसे सरल बना रहा हूं - वहां एक है विकास के बहुत सारे विकल्प हैं और उल्लेखनीय रूप से अधिक तकनीकी लिंक भी हैं।

रोसाटॉम की योजनाओं को इन तीन स्लाइडों पर अधिक विस्तार से देखा जा सकता है:

परमाणु रिएक्टर में डाला गया ईंधन रेडियोधर्मी हो जाता है, अर्थात पर्यावरण और मनुष्यों के लिए खतरनाक हो जाता है। इसलिए, इसे दूर से नियंत्रित किया जाता है और इससे निकलने वाले विकिरण को अवशोषित करने के लिए मोटी दीवार वाली पैकेजिंग का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, खतरे के अलावा, प्रयुक्त परमाणु ईंधन (एसएनएफ) निस्संदेह लाभ भी ला सकता है: यह ताजा परमाणु ईंधन के उत्पादन के लिए एक माध्यमिक कच्चा माल है, क्योंकि इसमें यूरेनियम -235, प्लूटोनियम आइसोटोप और यूरेनियम -238 शामिल हैं। खर्च किए गए परमाणु ईंधन को दोबारा संसाधित करने से होने वाला नुकसान कम हो जाता है पर्यावरणयूरेनियम भंडार के विकास के परिणामस्वरूप, चूंकि ताजा ईंधन शुद्ध यूरेनियम और प्लूटोनियम से निर्मित होता है - विकिरणित ईंधन प्रसंस्करण के उत्पाद। इसके अलावा, विज्ञान, प्रौद्योगिकी और चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले रेडियोधर्मी आइसोटोप खर्च किए गए ईंधन से निकलते हैं।

एसएनएफ भंडारण और/या प्रसंस्करण उद्यम - मयंक प्रोडक्शन एसोसिएशन (ओजर्सक, चेल्याबिंस्क क्षेत्र) और खनन और रासायनिक संयोजन (ज़ेलेज़्नोगोर्स्क, क्रास्नोयार्स्क क्षेत्र) रोसाटॉम राज्य निगम के परमाणु और विकिरण सुरक्षा परिसर का हिस्सा हैं। मयाक प्रोडक्शन एसोसिएशन में, खर्च किए गए परमाणु ईंधन को पुन: संसाधित किया जा रहा है, और खनन और रासायनिक संयोजन में, खर्च किए गए परमाणु ईंधन के लिए एक नई "सूखी" भंडारण सुविधा का निर्माण पूरा किया जा रहा है। हमारे देश में परमाणु ऊर्जा का विकास स्पष्ट रूप से खर्च किए गए परमाणु ईंधन को संभालने के लिए उद्यमों के पैमाने में वृद्धि करेगा, खासकर जब से रूसी परमाणु ऊर्जा औद्योगिक परिसर की विकास रणनीतियों में शुद्ध यूरेनियम और प्लूटोनियम का उपयोग करके एक बंद परमाणु ईंधन चक्र का कार्यान्वयन शामिल है। खर्च किए गए परमाणु ईंधन से अलग।

आज, प्रयुक्त ईंधन पुनर्प्रसंस्करण संयंत्र केवल चार देशों - रूस, फ्रांस, ग्रेट ब्रिटेन और जापान में संचालित होते हैं। रूस में एकमात्र ऑपरेटिंग प्लांट - मयाक पीए में आरटी -1 - की डिजाइन क्षमता प्रति वर्ष 400 टन ईंधन खर्च करने की है, हालांकि इसका वर्तमान भार प्रति वर्ष 150 टन से अधिक नहीं है; माइनिंग एंड केमिकल कंबाइन में आरटी-2 प्लांट (1500 टन प्रति वर्ष) जमे हुए निर्माण के चरण में है। फ़्रांस वर्तमान में प्रति वर्ष 1,600 टन की कुल क्षमता वाले दो ऐसे संयंत्र (कैप ला हेग में यूपी-2 और यूपी-3) संचालित करता है। वैसे, ये संयंत्र न केवल फ्रांसीसी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से ईंधन की प्रक्रिया करते हैं; इसके प्रसंस्करण के लिए जर्मनी, जापान, स्विट्जरलैंड और अन्य देशों में ऊर्जा कंपनियों के साथ अरबों डॉलर के अनुबंध संपन्न किए गए हैं। थॉर्प प्लांट यूके में प्रति वर्ष 1,200 टन की क्षमता के साथ संचालित होता है। जापान प्रति वर्ष 800 टन प्रयुक्त ईंधन की क्षमता के साथ रोक्कासा-मुरा में स्थित एक सुविधा संचालित करता है; टोकाई-मुरा में एक पायलट प्लांट भी है (प्रति वर्ष 90 टन)।
इस प्रकार विश्व में अग्रणी है परमाणु शक्तियाँपरमाणु ईंधन चक्र को "बंद" करने के विचार का पालन करें, जो अयस्क में कम यूरेनियम सामग्री के साथ कम समृद्ध भंडार के विकास के लिए संक्रमण से जुड़ी बढ़ती यूरेनियम खनन लागत के संदर्भ में धीरे-धीरे आर्थिक रूप से व्यवहार्य होता जा रहा है।

मयंक पीए आइसोटोप उत्पादों का भी उत्पादन करता है - विज्ञान, प्रौद्योगिकी, चिकित्सा और के लिए रेडियोधर्मी स्रोत कृषि. स्थिर (गैर-रेडियोधर्मी) आइसोटोप का उत्पादन इलेक्ट्रोखिमप्रिबोर प्लांट द्वारा किया जाता है, जो राज्य रक्षा आदेशों को भी पूरा करता है।