Украина и CANDU
Dec. 6th, 2011 10:10 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
don_katalanЮрий Недашковский: нужно думать о ядерных топливных циклах
24-25 ноября 2011 года в Киеве состоялось расширенное заседание коллегии ГИЯРУ, посвящённое обсуждению результатов выполнения целевой внеочередной оценки состояния безопасности действующих энергоблоков АЭС и сухого хранилища ОЯТ Запорожской АЭС с учётом событий на АЭС "Фукусима Дайичи".
В кулуарах мероприятия на вопросы электронного издания AtomInfo.Ru ответил президент НАЭК "Энергоатом" Юрий НЕДАШКОВСКИЙ.
...............
Вопрос по CANDU. Много публикаций появляется в украинских СМИ по этому типу реакторов. Вопрос к Вам как представителю эксплуатирующей организации - какова сейчас ваша позиция по CANDU?
Если не ошибаюсь, то в 2007 году были парафированы, а в 2008 году подписаны меморандум о понимании и соглашение о конфиденциальности с канадской корпорацией AECL. Сейчас она сменила собственника, но вся правопреемственность остаётся.
Вы имеете в виду тот дивизион AECL, который отошёл "SNC-Lavalin"?
Да, правильно. Его руководитель был недавно у нас в гостях, и мы договорились продолжать сотрудничество.
Более полутора лет мы по специально разработанным процедурам изучали эту технологию. Жизнь показывает, что если страна собирается развивать атомную энергетику в долгосрочной перспективе - а я надеюсь, что это в полной мере относится к Украине - то нужно думать не столько о реакторных установках, сколько о ядерных топливных циклах. Именно циклы будут определять и экономику, и безопасность, и перспективы.
Для нас CANDU интересен во многих отношениях. Во-первых, он позволил нам получить опыт, как отрабатывать в Украине любую, даже самую экзотическую реакторную технологию при планировании развития атомной энергетики. За полтора года мы научились это делать, в том числе, используя методологию ИНПРО под эгидой МАГАТЭ.
В результате, теперь мы в состоянии выполнить комплексную оценку любой реакторной технологии для Украины. Методику мы отработали на канадских CANDU.
Второе, почему CANDU нам интересен. Украина располагает природным ураном, но не имеет и не планирует иметь мощности по изотопному обогащению. Канадские реакторы EC6 работают на топливе из природного урана, и для нас это тоже интересно.
Но всё-таки канадцы добавляют слабообогащённый уран.
Нет. Я говорю о проекте EC6, Enhanced CANDU. В этом проекте обогащённого урана нет. Он есть в проекте ACR-1000, но этот проект не лицензирован, и мы не хотим его брать. А вот EC6 мы изучили очень хорошо.
То есть, проблема положительного пустотного эффекта в EC6 решена, раз там нет слабообогащённого урана?
В проекте EC6 пустотный коэффициент проявляется только при разрыве трубопровода. И это очень маловероятное событие.
Проект EC6 не референтный, его нигде не построили.
Он референтен в том смысле, что это эволюционный проект, и все его основные технические решения были испытаны на предыдущих моделях CANDU, работающих в разных странах.
Кстати, и проблем с обращением с ОЯТ у тяжёловодных реакторов меньше. Отработавшее топливо у них "чистенькое и холодненькое" в сравнении с легководными реакторами. Конечно, в них нарабатывается достаточно чистый плутоний (с точки зрения содержания изотопа 239Pu), но в небольших количествах.
Третье преимущество технологии CANDU, очень для нас интересное - возможность дожигать на них прямым способом отработавшее топливо из ВВЭР.
Правда, только с небольшим выгоранием.
То выгорание, которое у нас накоплено, неплохо подходит для дожигания в реакторах CANDU. Мы этот вопрос тоже прорабатывали. Дело в том, что в CANDU мы загружаем природный уран, 0,71% обогащение. А у себя мы выгружаем более 1% по урану-235 в ОЯТ.
Вообще-то, в России говорят, что выгружают уже меньше природного по обогащению.
При больших глубинах выгорания, свыше 50-60 ГВт×сут/т - наверное, это возможно, не буду спорить. Но в Украине накоплено много топлива с гораздо меньшими глубинами выгорания. Оно остыло, и его можно было бы запускать в процесс дожигания.
Другое дело, что сам процесс дожигания легководных ОЯТ в CANDU (процесс DUPIC) не до конца понятен. Но мы полагаем, что он перспективен, и считаем, что эту возможность надо изучать.
============ в тему:
CANDU против ВВЭР. Какие реакторы нужны Украине? (18 вересня 2007 року)
.................
Тяжеловодные ядерные реакторы в мире
Реактор CANDU (CANada Deuterium Uranium) — ядерный реактор, в котором в качестве топлива используется уран с природным обогащением по изотопу U235 (содержание последнего — 0,7%), а в качестве замедлителя нейтронов, выделяющихся при цепной реакции деления, — тяжелая вода. По распространенности в мире тяжеловодные реакторы занимают третье место после легководных реакторов под давлением типа PWR/ВВЭР и легководных кипящих реакторов типа BWR.
В реакторах первого типа температура воды в первом контуре ниже температуры кипения, а насыщенный водяной пар под давлением 12-45 атмосфер при температуре 300° С вырабатывается во втором контуре. В реакторе второго типа пароводяную смесь получают в активной зоне. Корпус реактора работает при более низком давлении, не нужен парогенератор.
44 тяжеловодных реактора эксплуатируются в 7 странах (Канада —18, Аргентина — 2, Китай — 2, Республика Корея — 4, Индия — 15, Румыния — 2, Пакистан — 1). Еще 4 реактора такого типа строятся. Среди преимуществ тяжеловодных реакторов эксперты отмечают, прежде всего, то, что стоимость производства ядерного топлива для них более чем в два раза меньше, чем для ВВЭР, поскольку отсутствует стадии конверсии (превращение окиси-закиси урана в гексафторид урана) и обогащения урана (что составляет примерно соответственно 6% и 36% от стоимости всего цикла производства свежего ядерного топлива для PWR/ВВЭР).
.................
Накопление ОЯТ легководных реакторов — это проблема, которая требует принятия решений в ближайшее время, о чем говорилось в докладе южно-корейских ученых, представленном на 15 Тихоокеанской ядерной конференции, состоявшейся в Австралии в октябре 2006 г. С их точки зрения, разработка коммерческого варианта DUPIC будет важной вехой в истории развития энергетики.
Тем более, что с фантастическим ростом цены на уран в последние годы (до $300/кг урана в 2007 г.), экономика открытого ЯТЦ становится менее привлекательной, чем она была при стоимости $20/кг уранового концентрата еще 5 лет назад.
Кроме того, с точки зрения нераспространения ядерного оружия, ЯТЦ для реакторов типа CANDU также имеет преимущества. В ЯТЦ для реакторов PWR существуют две стадии, чувствительные с точки зрения нераспространения — обогащение и переработка ОЯТ.
Технология DUPIC не предполагает химического разделения тяжелых металлов, в первую очередь плутония, который может попасть в руки террористам. Для загрузки ОЯТ легководных реакторов потребуется механическая обработка для изготовления ТВС для CANDU, что будет обходиться намного дешевле, чем переработка ОЯТ. В Южной Корее проведена технико-экономическая оценка технологии DUPIC, в результате которой корейцы пришли к выводу, что этот процесс способен конкурировать с другими видами топливных циклов. В Республике Корея сегодня эксплуатируются 16 реакторов PWR и 4 реактора CANDU (PHWR).
На этапе строительства и рассмотрения проекта находится еще 8 энергоблоков с реакторами PWR. Корейские специалисты говорят о том, что повторное использование ОЯТ PWR в тяжеловодных реакторах станет ключевым элементом в стратегии обращения с ОЯТ этой страны.
Понятно, что для реализации технологии DUPIC необходимо специальное оборудование и процедуры, которые обеспечат безопасное обращение с ОЯТ на всех стадиях до получения ТВС для реакторов CANDU. Но при современном развитии науки и техники все эти проблемы могут быть успешно разрешены.
.............
«Энергетическая стратегия Украины до 2030 года» предусматривает ее пересмотр каждые 5 лет, поскольку технический прогресс не стоит на месте, и то что казалось невозможным в 2006 г., станет реальным к 2016 г. Поэтому отрицать возможность строительства в Украине реакторов типа CANDU не стоит, учитывая наличие сырья для производства для них ядерного топлива, а также то, что после начала эксплуатации Централизованного хранилища отработанного ядерного топлива для трех АЭС (РАЭС, ХАЭС и ЮУАЭС) и имеющегося уже хранилища для ОЯТ на площадке ЗАЭС, ОЯТ украинских реакторов не будет вывозиться в РФ.
При выборе стратегии обращения с отработанным топливом реакторов ВВЭР необходимо глубоко проработать все варианты, в том числе с использованием как тяжеловодных реакторов, так и реакторов на быстрых нейтронах, осуществить технико-экономический анализ каждого варианта, включая присущие им ядерно-топливные циклы.
Работу эту необходимо начинать уже сегодня, чтобы не накапливать отходы, перекладывая вопросы их утилизации на будущие поколения. Учитывая опыт РФ и Индии, планы Франции по развитию ядерной энергетики с использованием минимум двух типов реакторов, Украине логично было бы идти этим же путем, комплексно решая вопросы производства э/э и замыкания ЯТЦ.
24-25 ноября 2011 года в Киеве состоялось расширенное заседание коллегии ГИЯРУ, посвящённое обсуждению результатов выполнения целевой внеочередной оценки состояния безопасности действующих энергоблоков АЭС и сухого хранилища ОЯТ Запорожской АЭС с учётом событий на АЭС "Фукусима Дайичи".
В кулуарах мероприятия на вопросы электронного издания AtomInfo.Ru ответил президент НАЭК "Энергоатом" Юрий НЕДАШКОВСКИЙ.
...............
Вопрос по CANDU. Много публикаций появляется в украинских СМИ по этому типу реакторов. Вопрос к Вам как представителю эксплуатирующей организации - какова сейчас ваша позиция по CANDU?
Если не ошибаюсь, то в 2007 году были парафированы, а в 2008 году подписаны меморандум о понимании и соглашение о конфиденциальности с канадской корпорацией AECL. Сейчас она сменила собственника, но вся правопреемственность остаётся.
Вы имеете в виду тот дивизион AECL, который отошёл "SNC-Lavalin"?
Да, правильно. Его руководитель был недавно у нас в гостях, и мы договорились продолжать сотрудничество.
Более полутора лет мы по специально разработанным процедурам изучали эту технологию. Жизнь показывает, что если страна собирается развивать атомную энергетику в долгосрочной перспективе - а я надеюсь, что это в полной мере относится к Украине - то нужно думать не столько о реакторных установках, сколько о ядерных топливных циклах. Именно циклы будут определять и экономику, и безопасность, и перспективы.
Для нас CANDU интересен во многих отношениях. Во-первых, он позволил нам получить опыт, как отрабатывать в Украине любую, даже самую экзотическую реакторную технологию при планировании развития атомной энергетики. За полтора года мы научились это делать, в том числе, используя методологию ИНПРО под эгидой МАГАТЭ.
В результате, теперь мы в состоянии выполнить комплексную оценку любой реакторной технологии для Украины. Методику мы отработали на канадских CANDU.
Второе, почему CANDU нам интересен. Украина располагает природным ураном, но не имеет и не планирует иметь мощности по изотопному обогащению. Канадские реакторы EC6 работают на топливе из природного урана, и для нас это тоже интересно.
Но всё-таки канадцы добавляют слабообогащённый уран.
Нет. Я говорю о проекте EC6, Enhanced CANDU. В этом проекте обогащённого урана нет. Он есть в проекте ACR-1000, но этот проект не лицензирован, и мы не хотим его брать. А вот EC6 мы изучили очень хорошо.
То есть, проблема положительного пустотного эффекта в EC6 решена, раз там нет слабообогащённого урана?
В проекте EC6 пустотный коэффициент проявляется только при разрыве трубопровода. И это очень маловероятное событие.
Проект EC6 не референтный, его нигде не построили.
Он референтен в том смысле, что это эволюционный проект, и все его основные технические решения были испытаны на предыдущих моделях CANDU, работающих в разных странах.
Кстати, и проблем с обращением с ОЯТ у тяжёловодных реакторов меньше. Отработавшее топливо у них "чистенькое и холодненькое" в сравнении с легководными реакторами. Конечно, в них нарабатывается достаточно чистый плутоний (с точки зрения содержания изотопа 239Pu), но в небольших количествах.
Третье преимущество технологии CANDU, очень для нас интересное - возможность дожигать на них прямым способом отработавшее топливо из ВВЭР.
Правда, только с небольшим выгоранием.
То выгорание, которое у нас накоплено, неплохо подходит для дожигания в реакторах CANDU. Мы этот вопрос тоже прорабатывали. Дело в том, что в CANDU мы загружаем природный уран, 0,71% обогащение. А у себя мы выгружаем более 1% по урану-235 в ОЯТ.
Вообще-то, в России говорят, что выгружают уже меньше природного по обогащению.
При больших глубинах выгорания, свыше 50-60 ГВт×сут/т - наверное, это возможно, не буду спорить. Но в Украине накоплено много топлива с гораздо меньшими глубинами выгорания. Оно остыло, и его можно было бы запускать в процесс дожигания.
Другое дело, что сам процесс дожигания легководных ОЯТ в CANDU (процесс DUPIC) не до конца понятен. Но мы полагаем, что он перспективен, и считаем, что эту возможность надо изучать.
============ в тему:
CANDU против ВВЭР. Какие реакторы нужны Украине? (18 вересня 2007 року)
.................
Тяжеловодные ядерные реакторы в мире
Реактор CANDU (CANada Deuterium Uranium) — ядерный реактор, в котором в качестве топлива используется уран с природным обогащением по изотопу U235 (содержание последнего — 0,7%), а в качестве замедлителя нейтронов, выделяющихся при цепной реакции деления, — тяжелая вода. По распространенности в мире тяжеловодные реакторы занимают третье место после легководных реакторов под давлением типа PWR/ВВЭР и легководных кипящих реакторов типа BWR.
В реакторах первого типа температура воды в первом контуре ниже температуры кипения, а насыщенный водяной пар под давлением 12-45 атмосфер при температуре 300° С вырабатывается во втором контуре. В реакторе второго типа пароводяную смесь получают в активной зоне. Корпус реактора работает при более низком давлении, не нужен парогенератор.
44 тяжеловодных реактора эксплуатируются в 7 странах (Канада —18, Аргентина — 2, Китай — 2, Республика Корея — 4, Индия — 15, Румыния — 2, Пакистан — 1). Еще 4 реактора такого типа строятся. Среди преимуществ тяжеловодных реакторов эксперты отмечают, прежде всего, то, что стоимость производства ядерного топлива для них более чем в два раза меньше, чем для ВВЭР, поскольку отсутствует стадии конверсии (превращение окиси-закиси урана в гексафторид урана) и обогащения урана (что составляет примерно соответственно 6% и 36% от стоимости всего цикла производства свежего ядерного топлива для PWR/ВВЭР).
.................
Накопление ОЯТ легководных реакторов — это проблема, которая требует принятия решений в ближайшее время, о чем говорилось в докладе южно-корейских ученых, представленном на 15 Тихоокеанской ядерной конференции, состоявшейся в Австралии в октябре 2006 г. С их точки зрения, разработка коммерческого варианта DUPIC будет важной вехой в истории развития энергетики.
Тем более, что с фантастическим ростом цены на уран в последние годы (до $300/кг урана в 2007 г.), экономика открытого ЯТЦ становится менее привлекательной, чем она была при стоимости $20/кг уранового концентрата еще 5 лет назад.
Кроме того, с точки зрения нераспространения ядерного оружия, ЯТЦ для реакторов типа CANDU также имеет преимущества. В ЯТЦ для реакторов PWR существуют две стадии, чувствительные с точки зрения нераспространения — обогащение и переработка ОЯТ.
Технология DUPIC не предполагает химического разделения тяжелых металлов, в первую очередь плутония, который может попасть в руки террористам. Для загрузки ОЯТ легководных реакторов потребуется механическая обработка для изготовления ТВС для CANDU, что будет обходиться намного дешевле, чем переработка ОЯТ. В Южной Корее проведена технико-экономическая оценка технологии DUPIC, в результате которой корейцы пришли к выводу, что этот процесс способен конкурировать с другими видами топливных циклов. В Республике Корея сегодня эксплуатируются 16 реакторов PWR и 4 реактора CANDU (PHWR).
На этапе строительства и рассмотрения проекта находится еще 8 энергоблоков с реакторами PWR. Корейские специалисты говорят о том, что повторное использование ОЯТ PWR в тяжеловодных реакторах станет ключевым элементом в стратегии обращения с ОЯТ этой страны.
Понятно, что для реализации технологии DUPIC необходимо специальное оборудование и процедуры, которые обеспечат безопасное обращение с ОЯТ на всех стадиях до получения ТВС для реакторов CANDU. Но при современном развитии науки и техники все эти проблемы могут быть успешно разрешены.
.............
«Энергетическая стратегия Украины до 2030 года» предусматривает ее пересмотр каждые 5 лет, поскольку технический прогресс не стоит на месте, и то что казалось невозможным в 2006 г., станет реальным к 2016 г. Поэтому отрицать возможность строительства в Украине реакторов типа CANDU не стоит, учитывая наличие сырья для производства для них ядерного топлива, а также то, что после начала эксплуатации Централизованного хранилища отработанного ядерного топлива для трех АЭС (РАЭС, ХАЭС и ЮУАЭС) и имеющегося уже хранилища для ОЯТ на площадке ЗАЭС, ОЯТ украинских реакторов не будет вывозиться в РФ.
При выборе стратегии обращения с отработанным топливом реакторов ВВЭР необходимо глубоко проработать все варианты, в том числе с использованием как тяжеловодных реакторов, так и реакторов на быстрых нейтронах, осуществить технико-экономический анализ каждого варианта, включая присущие им ядерно-топливные циклы.
Работу эту необходимо начинать уже сегодня, чтобы не накапливать отходы, перекладывая вопросы их утилизации на будущие поколения. Учитывая опыт РФ и Индии, планы Франции по развитию ядерной энергетики с использованием минимум двух типов реакторов, Украине логично было бы идти этим же путем, комплексно решая вопросы производства э/э и замыкания ЯТЦ.