Полная утилизация ядерных отходов – ноу-хау Росатома всколыхнуло профессиональное сообщество

Технологии российских ученых помогут ликвидировать наиболее радиоактивные элементы из отработанного топлива вместо захоронения в качестве ядерных отходов, отметили в госкорпорации

В Росатоме впервые изготовлено МОКС-топливо с минорными актинидами для быстрого реактора БН-800. Как отмечается в сообщении пресс-службы топливного дивизиона Росатома "ТВЭЛ", технологии российских ученых помогут ликвидировать наиболее радиоактивные элементы из отработавшего топлива вместо захоронения в качестве ядерных отходов.

На Горно-химическом комбинате Росатома (ФГУП "ГХК", город Железногорск, Красноярский край) состоялась приемка первых трех тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым МОКС-топливом, которые в своей топливной композиции содержат не только плутоний, но и другие трансурановые элементы - америций-241 и нептуний-237. Опытные топливные кассеты будут загружены в реактор БН-800 на Белоярской АЭС весной 2024 года и пройдут опытно-промышленную эксплуатацию в течение трех микрокампаний - ориентировочно это займет полтора года.

Минорные актиниды (также называемые "младшие актиноиды") - трансурановые элементы, помимо плутония, образующиеся в ядерном топливе в результате ядерных реакций во время эксплуатации в реакторе. Как и плутоний, эти элементы не встречаются в природе, а возникают только в результате трансмутации урана. Для атомщиков-радиохимиков особенно важны изотопы нептуния, америция и кюрия, поскольку именно они имеют наибольшее значение при переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и обращении с радиоактивными отходами. Эти элементы обладают высокой радиоактивностью и токсичностью, выделяют много тепла, имеют большой период полураспада и являются наиболее опасными компонентами ядерных отходов.

Российским решением проблемы минорных актинидов должны стать инновационные реакторы на быстрых нейтронах. В качестве топлива эти установки могут использовать не только обогащенный природный уран, но и вторичные продукты ядерного топливного цикла - обедненный уран и плутоний. Кроме того, расчеты показали, что минорные актиниды из ОЯТ под действием быстрых нейтронов в реакторе будут делиться на осколки, представляющие собой достаточно широкий спектр радиоактивных и стабильных изотопов, но в целом их потенциальная опасность будет гораздо ниже, чем у исходных минорных актинидов. Процесс трансмутации минорных актинидов также называют дожиганием в реакторе.

«Россия продолжает шаг за шагом использовать те уникальные преимущества, которые дают нашей отрасли мощные реакторы на быстрых нейтронах. Внедрение МОКС-топлива позволяет многократно расширить сырьевую базу атомной энергетики за счет обедненного урана и плутония и перерабатывать облученное топливо вместо хранения. Дожигание минорных актинидов - это следующий шаг в замыкании ядерного топливного цикла, который должен не только уменьшить количество ядерных отходов, подлежащих финальной изоляции, но и значительно снизить их радиоактивность. В перспективе это дает возможность отказаться от сложного и дорогостоящего глубинного захоронения отходов", - цитирует пресс-служба старшего вице-президента по научно-технической деятельности АО "ТВЭЛ" Александра Угрюмова.

Изготовление ТВС с минорными актинидами и их испытание в реакторе БН-800 - ключевой этап комплексной научно-технической программы топливной компании Росатома "ТВЭЛ" по дожиганию минорных актинидов. Она появилась в 2021 году как часть продуктового направления "Сбалансированный ядерный топливный цикл" и рассчитана до 2035 года. Программа включает задачи по выделению минорных актинидов в отдельные фракции, их промежуточное хранение, вовлечение в топливо быстрых реакторов, эксплуатацию такого топлива, послереакторные исследования и др. Еще один важный аспект - оптимизация реакторных установок для выжигания максимального количества минорных актинидов