Cовершенствование и развитие ядерной энергетики

В настоящее время нет структуры ядерной энергетики, адекватной требованиям её устойчивого развития:
– неограниченных запасов сырья для производства делящихся изотопов на многие сотни лет;
– безусловного  выполнения  требования  нераспространения  ядерного оружия;
– равенства добытой из Земли и искусственно произведённой радиоактивности и захороненной в Земле после выжигания делящихся и использования по назначению радиоактивных изотопов;
– естественной безопасности ядерных реакторов.

Эволюционное  развитие  современной  ядерной  энергетики  не  может решить эти проблемы за счёт совершенствования применяемого оборудования и топлива. Традиционная ядерная энергетика была создана для использования  топлива  на  основе  урана-235,  причём  топлива  с  небольшим обогащением по урану-235, т. е. с большим по урану-238. Однако сегодня в  рамках  уран-плутониевого  топливного  цикла  разработано  множество вариантов ядерных реакторов, обладающих повышенной безопасностью и экономичностью, в частности, при использовании микротвэлов в качестве тепловыделяющих элементов.

Разрабатываются установки, использующие вместе с ураном-235 торий-232 для повышения безопасности и в качестве сырья для наработки урана-233. Управление отводом тепловой энергии из активных зон требует инновационных подходов. Одним из таких подходов является использование в качестве тепловыделяющих элементов шаровых микротвэлов с диаметрами в пределах 1,5–2,0 мм.  Конструктивная схема такого микротвэла включает топливный сердечник  из  делящихся  материалов  и  многослойную  защитную  оболочку.  Наружное  покрытие  выполняют  из  нитридов  титана,  ниобия,  алюминия  и других материалов, обеспечивающих удержание образующихся осколков деления и высокую коррозионную стойкость микротвэла. Такие покрытия сохраняют высокую способность удерживать продукты деления до температур свыше 1600 °С, что обеспечивает отвод тепла при любых отказах системы охлаждения реактора.

На  реакторах  Белорусской  АЭС  желательно  использовать  тепловыделяющие кассеты с засыпкой шаровых микротвэлов.

Категории статей

  • Рубрик нет

Аналитика и решения

Задать вопрос

* - поля обязательные для заполнения