Сборник учебных программ по повышению квалификации персонала

Программа курса
Радиохимия ядерного топливного цикла

Проф. Бекман И. Н.
(до 36 учебных часов)

В курсе рассматриваются проблемы радиохимии, возникающие в связи с созданием новых типов ядерных реакторов для энергетики и транспорта. Анализируются как типы производств, включенных в ядерно-топливный цикл, так и перспективные методы разделения и очистки радионуклидов. Основное внимание уделено методам производства ядерного топлива, радиохимическим аспектам безопасности АЭС, способам переработки отработанного ядерного топлива и оружейного плутония, а также проблеме переработки и захоронения радиоактивных отходов.

1. Ядерные реакторы и ядерная энергетика. Ядерная энергетика: новая энергетическая революция?
Современный экологический кризис. Энергетика в Концепции Устойчивого Развития ООН. Тепловые и ядерные электростанции: преимущества и недостатки.
Типы энергетических ядерных реакторов. Устройство ядерного реактора. Основные типы АЭС. Ядерные реакторы в России. Модернизированные ядерные реакторы. Создание систем безопасности для стандартных реакторов. Перспективы перехода на новые типы ядерного топлива. Докритические реакторы. Неводные теплоносители. Судовые реакторы и реакторы подземного базирования.
Ядерные комплексы. Химическая технология в выравнивании суточного графика загрузки мощностей АЭС. АЭС как источник тепла (ACT и прямое преобразование тепловой энергии в электрическую). Радиационная химия на базе АЭС.
Атомные электростанции в странах мира.
Перспективы развития атомной энергетики.
2. Предотвращение загрязнения среды выбросами АЭС.
Масштабы развития ядерной энергетики. Активный и пассивный способы снижения загрязнения окружающей среды радионуклидами. Выбросы радиоактивных газообразных отходов АЭС в атмосферу. Источники газообразных отходов: радиолиз воды, коррозия конструкционных материалов, дефектные ТВЭЛы, радиолиз и термолиз ионитов, ядерные реакции. Краткая характеристика газообразных отходов: радиоактивные инертные газы, активационные газы, радиоактивный углерод, тритий, иод, аэрозоли. Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу. Ограничение абсолютных выбросов. Очистка газообразных радиоактивных отходов АЭС: режимы работы угольной колонны.
3. Безопасность АЭС.
Реакторы с неудовлетворительным обеспечением безопасности. Третье поколение — реакторы ВВЭР-1000. Международная шкала ядерных событий.
4. Ядерно-топливный цикл.
Открытый (разомкнутый) и закрытый (замкнутый) ядерные топливные циклы.
Добыча урановой руды, обогащение урана и производство ядерного топлива.
Крупнейшие предприятия ядерного топливного цикла в России.
Отработанное ядерное топливо: масштабы и проблемы. ОЯТ промышленных реакторов. ОЯТ ВМФ и гражданского флота России.
Переработка отработанного ядерного топлива.
5. Радиоактивные отходы.
Определения. Источники радиоактивных отходов. Классификация радиоактивных отходов. Радиоактивные отходы, накопленные в России. Радиоактивные отходы при добыче и обогащении урановой руды. РАО при эксплуатации исследовательских ядерных установок. Радиоактивные отходы при производстве оружейных ядерных материалов.
6. Радиохимическая переработка ядерного топлива.
Характеристики отработавшего ядерного топлива и задачи радиохи
мической технологии. Ядерный топливный цикл. Особенности переработки отработавшего ядерного топлива АЭС. Подготовка отработавшего ядерного топлива к экстракции. Вскрытие отработавших ТВЭЛов. Дополнительные операции подготовки топлива к растворению. Растворение ядерного топлива. Выделение и очистка урана, плутония и нептуния. Урановая ветвь. Плутониевая ветвь. Выделение и очистка нептуния.
7. Обращение с радиоактивными отходами.
Регенерация ценных компонентов из облученного топлива. Проблема трансурановых элементов. Переработка отходов среднего и низкого уровня активности. Органические отходы. Переработка газообразных отходов. Удаление йода, радиоактивных благородных газов, радиоуглерода и трития. Утилизация твердых отходов.
8. Проблема плутония.
Физические и ядерно-физические свойства плутония. Изотопы плутония. Химические свойства плутония. Производство плутония. Трансмутация плутония. Радиохимические особенности способов трансмутации малых актиноидов. Обращение с оружейным плутонием.
9. Захоронение отходов.
Международные критерии обращения с РАО.
Отходы АЭС, заводов по переработке ядерного топлива, медицинских, сельскохозяйственных, промышленных и исследовательских работ, горнорудных предприятий. Обращение с РАО. Обработка и концентрирование перед захоронением. Перевозка. Промежуточное хранение. Захоронение отходов: требования к хранилищам. Захоронение отходов низкого уровня активности, промежуточного уровня активности и короткоживущих отходов. Подземное захоронение жидких РАО. Захоронение отходов высокого уровня активности и отработавшего топлива. Природные аналоги хранилищ радиоактивных отходов. Уничтожение РАО ядерным взрывом. Отверждение РАО.

Литература:
1. В. И. Землянухин и др. Радиохимическая переработка топлива АЭС. М.: Энергоиздат, 1983.
2.В. П. Кащеев, Ядерные энергетические установки. Минск: Высшая школа, 1989.
3.Атомная наука и техника СССР. М.: Энергоатомиздат, 1987.
4. Будущее атомной энергетики: за и против. ИНИОН АН СССР, 1991.
5. Ядерная энциклопедия. М.: Благотворительный фонд Ярошинской, 1996.
6. Ю. В. Нечеткий, Е. К. Якшин, В. М. Ещеркин Очистка радиоактив ных газообразных отходов АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1986.
7.В. В.Королев Системы управления и защиты АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1986.
8.Л. А. Булдаков, Ю. В. Нечеткий, Е. К. Якшин, В.М.Ещеркин. Очистка радиоактивных газообразных отходов и др. Радиационная безопасность в атомной энергетике АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1981.
9. В. Балек, Обращение с радиоактивными отходами. МАГАТЭ, 1995.
10. И. А. Соболев, М. И. Ожован, Т. Д. Щербатова, О. Г. Батюхнова. Стекла для радиоактивных отходов, Энергоатомизда. М.: 1999.