Об опасности электроники в армии и не только

[SerejaKu]

Сообщение от doctorr

Серёжа, КПД зависит от того, какая часть энергии пучка совершила полезную работу, разбив ядра, а какие пролетели сквозь. Если 60% пролетают сквозь, то КПД никак не может превышать 40%, даже теоретически.

Так блин, ты пойми - эти твои "40%" характеризуют только толщину использованной в опыте пластинки. Поставь за ней ещё одну такую же и она поглотит 40% от прошедших сквозь первую 60. А 20 пластинок подряд - поглотят почит всё.

Да и бог с ними - не это определяет работоспособность технологии, а характериситки протонного ускорителя. А по нему как раз никаких данных нет - даже принцип работы не понятен.

[doctorr]

Я говорил, что буду следить за темой ввоза в Россию ОЯТ – отработанного ядерного топлива.
Освежу память по теме:

Сообщение от doctorr

Росатом родил своё главное детище – проект «Прорыв»
3. Проект «Прорыв» в схемах 2015 год: http://www.atomeco.org/mediafiles/u/...s/Kolupaev.pdf
4. Ещё схемы «Прорыва» 2017 год:
http://www.atomeco.org/mediafiles/u/...nskij_stol.pdf
Особенно интересна страница 3 доклада от 2017 года, там такие цифры:
- в мире накоплено более 310 тысяч тонн отработанного ядерного топлива (ОЯТ);
- ежегодно образуется около 10,5 тысяч тонн ОЯТ;
- из них в России накоплено 22,5 тыс тонн ОЯТ;
- ежегодно в России образуется 650-700 тонн ОЯТ.
ОЯТ – огромная проблема для всего мира. Нужно строить хранилища, их охранять и обслуживать – это огромные деньги.
Кто решит эту проблему – получит Нобеля (или Шнобеля?)
Россию пытаются убедить, что она Россия, точнее Росатом, на пороге решения этой проблемы. Это тот самый проект «Прорыв», позволяющий использовать технологии замкнутого ядерного топливного цикла. Реакторы на быстрых нейтронах – так называемые бридеры или реакторы-размножители. Суть этих реакторов в том, что в них в качестве топлива служит не обогащённый уран 235, а обычный природный уран 238 или торий 232, которых в природе – завались как много. Из отработанного ядерного топлива извлекается невыгоревший уран 235 и образующийся побочный плутоний 239.
Образуется МОКС-топливо из уран-плутониевой смеси, при сжигании в реакторе 1 кг плутония239 образуется энергия и свободные нейтроны, позволяющие 1,3 кг урана238 превращать в плутоний 239. То есть, сжигая 1 кг топлива мы получаем в результате 1,3 кг того же топлива плюс кучу полезной энергии. Здорово! И главное – в качестве топлива мы используем ОЯТ, которого в мире накопилось 310 тысяч тонн!
Вот это поворот!
Кириенко и его подопечные вожделенно потирают ручонки, в ожидании миллиардов, триллионов долларов доходов на этом. Ведь весь мир готов отдать России свои запасы ОЯТ бесплатно, да ещё готовы и приплатить – только заберите.
Ну американцы тупыыыые! А Росатом – умные.
А как обстоят дела с правовой основой ввоза мировых запасов ОЯТ в Россию? Это возможно? Не будут ли русские иваны устраивать массовые акции протеста, как в Шиесе? мол, Россия – это не ядерная мировая помойка!
В России всё готово для приёма мировых запасов ОЯТ.
Общественное мнение будет навязано через патриотические вбросы про чудо-проект «Прорыв», протестов не будет.
Правовые препоны, запрещающие ввоз в Россию ОЯТ тоже преодолены.
5. В подтверждение этого вот вам очередная, пятая, стекляшка мозаики:
http://отрасли-права.рф/article/24322
6. А вот и новость для ура-патриотов подоспела:
https://ria.ru/20170621/1496987193.html
Это шестая стекляшка мозаики, говорящая нам о том, что Росатом к 2020 году будет готов переработать ЛЮБОЕ ОЯТ.
Итак, Россию активно готовят принять на себя проблемы всего прогрессивного человечества по приёму и переработке ОЯТ и преподноситься это будет как великая победа Путина, что мы в очередной раз всех обхитрили, что тупые американцы сплавили нам свои запасы ОЯТ, не подозревая об их великой энергетической ценности.

...Россию толкнули в тупиковую ветвь развития и скорее всего обманом навяжут переработку мировых запасов отработанного ядерного топлива.
Как обстоят дела на самом деле – покажет время. Будем внимательно наблюдать за событиями.

До этого писал чуть выше в теме о ввозе ОЯТ из Южной Кореи. Но Тутгром провела лингвистический анализ статьи и пришла к однозначному выводу «вывфсёврёти» (посты 52, 53 данной ветки).
Теперь об этом уже пишут РИА Новости:

МОСКВА, 10 ноя - РИА Новости. Ввозимый в Россию из Европы обедненный гексафторид урана (ОГФУ) не является радиоактивными отходами, в результате дообогащения этого вещества в РФ остается стратегически важное сырье для атомной энергетики, при этом снижаются риски недозагрузки мощностей отечественных предприятий, говорится в имеющемся в распоряжении РИА Новости тексте ответа департамента коммуникаций госкорпорации "Росатом" экологическому правозащитному центру "Беллона".

Источник: https://ria.ru/20191110/1560771892.html
Неужели тоже врут?
Как видите, не зря в российское законодательство введены поправки, выводящие ОЯТ из понятия «радиоактивные отходы».
Гордитесь, что будете подчищать радиоактивность за всем миром. Как домохозяйка, которая обслуживает интересы барина, стирает за ним нижнее бельё и ворчит «Ну какие же они тупые, даже сами за собой грязные трусы постирать не могут» Не «не могут», а не хотят. Не барское это дело. Зачем, если для этой грязной работы есть Россия, которая гордится своей грязной работой.

[Afa]

доктор, ты тему переработки не копал?

[doctorr]

Нет, не копал.
Но я знаю, что в России богатые семьи нанимают домработниц, которые "тему переработки копают" досконально:подметают, моют, готовят еду, стирают бельё. И получают за это неплохие деньги. Каждый выживает, как может. Я не вижу ничего плохого, что женщины зарабатывают на хлеб трудом домработницы. Но если при этом домработница искренне пытается убедить окружающих "какие же они тупые", что не могут сами за собой прибрать, сами себе сварить борщу - вот этого я не понимаю.
Если прислуживаешь барину, то закрой рот и не вякай, а если вякаешь, то не прислуживай.

[if]

Afa

Атомная тема - предмет жёстких инсинуаций. А теперь, когда Россия открыто сделала ставку на ядерную энергетику - это будет только нарастать.

[Afa]

покопай переработку ядерных отходов. в открытых источниках было, может и не успело мусором завалить. может и найдёшь, как и откуда технологии появляются

[Afa]

Сообщение от if

Afa

Атомная тема - предмет жёстких инсинуаций. А теперь, когда Россия открыто сделала ставку на ядерную энергетику - это будет только нарастать.

и пусть. хипстерня пусть надрачивает на зелень. а переброс энергии очень дорог. и специалисты, способные делать - концентрируются у нас.

[if]

Ну, может, кому-то понадобится...

Хранение отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) АЭС

Введение. Зачем нужно хранение ОЯТ?

Каждый год в мире из ядерных реакторов АЭС выгружается примерно 12 тыс. ОЯТ (считая по массе урана) и бо́льшая его часть хранится (на территории АЭС или вне их) в течение десятков лет. Например, в бассейне-хранилище ОЯТ Ленинградской АЭС к настоящему времени скопилось количество отработавших тепловыделяющих сборок, более чем в 25 раз превышающее количество ТВС, находящихся в активной зоне реактора РБМК-1000, действующего на каждом из четырех энергоблоков этой АЭС.

Цели хранения ОЯТ различны:

-для выдержки выгруженного топлива в течение такого времени (обычно от 3 до 12 месяцев), после которого в результате распада радионуклидов – продуктов деления ядер урана уровень активности и тепловыделение в ОЯТ снизится до таких значений, при которых его можно будет относительно безопасно перевести в хранилище более длительного хранения;

-для последующей более длительной (10-30 лет и более) выдержки и подготовки ОЯТ к транспортированию от АЭС к местам химической переработки или в централизованные хранилища или к местам окончательного захоронения;

-для удаления из биосферы путем захоронения под землей.

В соответствии с вышеобозначенными целями и задачами хранилища ОЯТ подразделяются следующим образом:

-приреакторные бассейны выдержки (БВ), емкость которых относительно невелика (в 1,3-1,7 раза больше количества ТВС в активной зоне);

- пристанционные (обычно в отдельных зданиях) хранилища промежуточного хранения (ХОЯТ) «мокрого» типа значительных объемов (несколько десятков тысяч ОТВС), в которых ОЯТ может находиться несколько десятков лет;

-централизованные ХОЯТ «мокрого» типа, куда свозятся ОЯТ от многих станций (они обычно строятся на территории заводов регенерации топлива). Там ОЯТ может находиться либо короткое время перед переработкой, либо длительное время – в ожидании окончательного захоронения. В настоящее время в ХОЯТ «мокрого» типа хранится более чем 200 тыс. тонн т.м. (т.м. – тяжелый металл – т.е. уран);

-пристанционное «сухое» контейнерное хранилище в контейнерах (либо кратковременное – перед отправкой ОЯТ в централизованное хранилище или на переработку, либо промежуточное – более длительное – до 50 лет);

-централизованное подземное «сухое» хранилище большой вместимости (до нескольких десятков тысяч ОТВС) – обычно вблизи предприятий регенерации топлива или других предприятий ядерного топливного цикла (комбинатов);

-централизованное подземное «сухое» хранилище («могильники») – обычно с конструкцией, позволяющей впоследствии извлечь ОЯТ для дальнейшей переработки (возобновляемое – «retrievable storage» - хранение).

В ХОЯТ «мокрого» типа охлаждение ОТВС осуществляется проточной водой, охлаждаемой и очищаемой после прохождения через бассейны в теплообменниках внешнего охлаждения и фильтрах. В ХОЯТ «сухого» типа охлаждение ОТВС производится за счет естественной циркуляции и конвекции либо атмосферным воздухом, либо инертным газом, заполняющим контейнеры.

Роль «сухого» хранения, которое организовать и эксплуатировать проще, чем «мокрое» (не нужно создавать системы циркуляции теплоносителя, меньше скорость коррозии оболочек твэлов, хотя интенсивность теплоотвода к воздуху (газу) ниже, чем к воде), в мире постоянно возрастает. Если в 2010 году, только примерно ¼ выгружаемого из реакторов АЭС мира ОЯТ направлялось на «сухое» хранение, то в настоящее время эта доля составляет примерно одну треть, а по прогнозам института EPRI (США) в 2050 году она составит около 90%.

Устройство хранилищ различного типа.

Бассейны выдержки (БВ) ХОЯТ.

Как уже отмечалось, их емкость относительно невелика, поскольку время пребывания в них ОТВС также относительно короткое. Поскольку это топливо «горячее» (см. кривую спада тепловыделения на презентационном слайде), например, сразу после выгрузки ОТВС их реактора РБМК мощность энерговыделения в ней может достигать нескольких киловатт, то интенсивность охлаждения ОЯТ должна быть высокой, для чего требуется интенсивное прокачивание воды через БВ. Поскольку и активность ОТВС при этом достаточно высока, то для защиты персонала АЭС от ее воздействия высота столба воды в БВ над ОТВС должна быть значительной. Для этого высоту БВ устраивают равной примерно в два раза большей, чем длина установленных на его днище ОТВС (например, в БВ в реакторном зале Ленинградской АЭС глубина воды составляет примерно 18 м).

По соображениям обеспечения радиационной и конструктивной безопасности БВ следует уделять особое внимание обеспечению надежного охлаждения ОЯТ не только в «штатных» режимах их нормальной эксплуатации, но и в аварийных ситуациях, из которых одной из самых тяжелых может быть потеря воды из БВ – либо по причине прекращения ее циркуляции и «выпаривания» (испарение и кипение) вследствие нагрева, либо по причине утечки вследствие повреждения стенки (ограждения) бассейна. Тяжелый урок аварии на японской АЭС «Фукусима-1» (2011 год) наглядно подтверждает необходимость создания системы аварийного охлаждения БВ. Как известно, после выхода из строя источников электропитания циркуляционных насосов вследствие землетрясения и цунами на этой АЭС вода в БВ нескольких реакторов выпарилась, после чего развилась пароциркониевая реакция между оболочками твэлов ОТВС и водяным паром с образованием водорода, который образовал гремучую смесь с кислородом воздуха, взрыв которой привел к разрушению реакторного здания.

Одним из способов предупреждения перегрева воды в подобной аварийной ситуации является организация подпитки БВ из баков-аккумуляторов, например, периодическое (порциями) по мере ухода уровня воды из БВ.

Воздушный объем (пространство) над уровнем воды в БВ должен постоянно вентилироваться во избежание накопления в нем радиолитического водорода. Температура воды в БВ поддерживается обычно на уровне 30-40 ⁰С – меньший уровень температур требует развития больших поверхностей теплообмена во внешних теплообменниках охлаждения (они обычно охлаждаются технической водой, имеющей комнатную температуру на входе), а больший уровень требуют большего расхода подпитки БВ из-за повышенного испарения.

Необходим также постоянный контроль активности воды в БВ, поскольку при наличии в нем твэлов с поврежденными оболочками обращения с такими (дефектными) ОТВС должно быть специальным – необходимо помещение их в специальные герметичные ампулы.

Пристанционное «мокрое» хранилище ОЯТ (ХОЯТ)

Как видно, в частности, из рисунка на одном из презентационных слайдов, где показан пример ХОЯТ для промежуточного хранения (на срок от 5-10 лет и выше – там могут быть сборки в «возрасте» порядка 40 лет) ОТВС реакторов 4-х энергоблоков Ленинградской АЭС (ЛАЭС-2 с реактором ВВЭР-1200 сейчас строится), ХОЯТ подобного типа представляют собою весьма солидное по размерам сооружение, обычно расположенное в отдельном здании, находящемся на территории атомной станции.

Такие ХОЯТ обычно включают в себя несколько бассейнов-отсеков (на ЛАЭС их пять), которые могут отсекаться друг от друга, что позволяет в случае необходимости опорожнить какой-либо из них для очистки или проведения ремонтных работ. Стенки бассейнов-бетонные, облицованы изнутри листами из нержавеющей стали. На ЛАЭС ОТВС хранятся в отдельном пенале («стакане») из нержавеющей стали (см. презентационный слайд), что практически исключает попадание активности в воду бассейнов.

Действительно, в ХОЯТ ЛАЭС вода исключительно чистая – ее активность не превышает уровня 10-11-10-12 Ки/литр (кюри/литр). Чистоте воды способствует также непрерывная ее очистка (от органических и минеральных примесей и радиогидрозолей) во внешней системе фильтрации. На ЛАЭС и многих других АЭС России и мира осуществлено так называемое уплотненное хранение ОТВС, когда шаги (расстояния) между гнездами соседних ОТВС были уменьшены (обычно в 2 раза) по сравнению с первоначальным проектом после того, как эксплуатационники ХОЯТ убедились в надежности хранения в части отвода теплоты и радиационной безопасности. В ряде случаев при переходе на уплотненное хранение было необходимым введение поглощающего нейтроны вещества в материал конструктивных элементов, т.н. стеллажей хранения («racks»), фиксирующих ОТВС в необходимом положении в бассейне.

Так, типичными материалами для стеллажей уплотненного хранения являются борированная сталь или борированный алюминий, поскольку бор обладает способностью сильно поглощать нейтроны.

Хранение ОТВС в пеналах (вышеприведенный пример ЛАЭС) используется редко, так как большинство типов ОТВС водоохлаждаемых реакторов, как с водой под давлением, так и кипящих, имеют обогащение по урану-235 и глубину выгорания, гораздо большую, чем ОТВС РБМК-1000 и, соответственно, большее энерговыделение. Поэтому достаточно интенсивное их охлаждение требует прямого контакта воды бассейнов с твэлами, т.е. беспенального хранения (при этом также исключаются затраты на изготовление и эксплуатацию твэлов).

Хотя уровень удельных тепловыделений на единицу объема ХОЯТ гораздо (более чем на порядок) ниже, чем в приреакторных БВ по причине гораздо больших сроков выдержки (от года до десятков лет вместо 3-12 месяцев), при их эксплуатации нельзя забывать о той потенциальной опасности, которая может появиться при аварийном прекращении циркуляции воды через бассейны или при потере воды, особенно быстром, например в случае, к сожалению, вероятного террористического акта, приведшего к повреждению фактически малопрочных стенок бассейнов. Поэтому после «Фукусимы» фирмы-разработчики ХОЯТ задумались о возможных путях осуществления аварийного охлаждения ОТВС в ХОЯТ «мокрого» типа. Простейшим из них (и уже реализованный на российских АЭС) является подача воды в бассейн по пожарным шлангам с помощью насосов, установленных на пожарных автомобилях. Эта вода может забираться из соседних природных или искусственных водоемов.

Общей и для России и для многих других стран мира с развитой атомной энергетикой стала проблема исчерпания емкости «мокрых» ХОЯТ, поскольку эти страны эксплуатируют атомные станции уже десятки лет (Россия с 1964 года, когда были пущены первые энергоблоки на Нововоронежской АЭС и Белоярской АЭС – т.е. в течение более чем 50 лет). Так уже по состоянию на 2013 год емкости пристанционных «мокрых» ХОЯТ мира были заполнены на 80%. Следовательно, появилась настоятельная необходимость их разгрузки – в противном случае энергоблоки АЭС пришлось бы останавливать один за другим. Решение этой проблемы оказалось очень трудным по следующим причинам: многие страны не могли по экономическим, политическим и техническим причинам выбрать для себя наиболее приемлемый путь обращения с ОЯТ: переработка (для чего нужно создавать дорогостоящие заводы регенерации топлива с экологически опасным производством – производящие новые радиоактивные отходы) или окончательное захоронение – для чего нужно создать дорогостоящие и сложные в эксплуатации подземные хранилища (могильники): типичный пример США, которые потратили 15 миллиардов долларов на строительство подземного хранилища «Юкка-Маунтин», а затем отказались от этого строительства как по экономическим, экологическим (возможность землетрясений) так и по политическим (недовольство местного населения) соображениям; другой типичный пример – Россия, в которой ОЯТ реакторов типа РБМК не перерабатывается (экономически не целесообразно) и неизвестно, будет ли перерабатываться в будущем (хотя ГК «Росатом» планирует такую переработку и соответствующие технологии развиваются); в настоящее время перерабатывается только ОЯТ реактора ВВЭР-440 и стоит вопрос о переработке ОЯТ реактора ВВЭР-1000, для которой, однако, нужно создать и пустить в действие дорогостоящее предприятие по переработке – завод РТ-2 – в связи с сомнительной рентабельностью этого предприятия и, возможно, даже нерентабельностью, все чаще разделяются голоса специалистов в пользу изменения этой стратегии – а именно отказа от переработки и перевод ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 на «извлекаемое» длительное хранение (т.е. хранение с возможностью извлечения ОТВС, которого к тому времени будет обладать низкой активностью, для возможного полезного использования).

В заключение этого раздела лекции упомянем о недавно появившейся в печати статье известного американского специалиста в области стратегии обращения с ОЯТ проф. Френка фон Хиппеля (с соавтором), в которой справедливо указано на серьезный недостаток технологии уплотненного хранения ОЯТ в бассейнах, заключающийся в повышенной опасности – вероятности пожара при аварийной потере воды. Дело в том, что уплотнение означает уменьшение массы воды в бассейне и, соответственно, сокращение времени ее испарения при прекращении охлаждения. В результате пароциркониевой реакции и образования в ней водорода возможен пожар.

Последствиями этого пожара могут быть поистине катастрофическими. По расчетам, проведенными авторами вышеупомянутой статьи, получилось, что если бы такой пожар с выбросом радиоактивного дыма в окружающую среду на АЭС «Фукусима» произошел, то японцам пришлось бы эвакуировать 36 млн. (!) человек. По счастливой случайности (вот уж нет худа без добра!) в результате землетрясения стенки, разделяющие БВ и околореакторный бассейн прохудились и БВ пополнился водой приреакторного бассейна, что обеспечило охлаждение (хотя и не достаточное) ОТВС в первый – наиболее опасный период аварии – затем в БВ была подана охлаждающая вода из внешнего источника.

Централизованные «мокрые» ХОЯТ

В принципе они ничем не отличаются от пристанционных ХОЯТ – разве что имеют бо́льшие размеры, ибо рассчитаны на хранение ОЯТ «свозимого» с различных АЭС.

Обычно эти ХОЯТ располагаются на территориях предприятий регенерации топлива, поскольку в этом случае при необходимости дальнейшей переработки ОЯТ оно достаточно просто и быстро может быть переведено из ХОЯТ в цеха производств для переработки.

Пристанционные «сухие» (контейнерные) ХОЯТ

Это вид хранения ОЯТ в настоящее время находит в мире (и в том числе в России) все большее распространение, что объясняется следующими причинами:

-высокой степенью заполненности и даже почти 100% заполнением во многих случаях пристанционных ХОЯТ «мокрого» типа - это требует разгрузки «мокрых» ХОЯТ (также и по экологическим соображениям) и часто срочной разгрузки;

-удобством хранения ОТВС в контейнерах относительно малой вместимости (максимум несколько десятков ОТВс), так как в этом случае можно осуществлить непрерывный процесс перевода (перегрузки) ОЯТ с «мокрого» на «сухое» хранение без особо больших капитальных затрат, поскольку стоимость контейнеров значительно меньше, чем стоимость большого по вместимости ХОЯТ типа специального здания (примеры – ХОТ камерного типа, о котором речь пойдет позже); следовательно, в этом случае затраты на создание хранилища могут быть растянуты на длительный срок (последовательное изготовление и загрузка контейнеров; причем следует учесть, что их количество в пристанционных ХОЯТ может быть относительно невелико, так как возможно постоянно вывозить контейнеры с территории АЭС либо на предприятия переработки, либо в централизованные хранилища).

Так объем контейнерного хранилища ОЯТ на ЛАЭС ограничен 80 контейнерами (см. соответствующий презентационный слайд).

Из приведенных соображений ясно, что все пристанционные «сухие» ХОЯТ целесообразно создавать именно контейнерного типа – так и делается на самом деле. «Пионером» «сухого» контейнерного хранения была Германия, в которой, помимо инженерного предвидения специалистов соответвующих фирм, среди которых нужно выделить имена руководителя фирмы-разработчика контейнеров (GNS/GNB) доктора Клауса Янберга и руководителя АЭС «Обригхайм» доктора Вольфганга Хени (на этой станции было построено первое контейнерное хранилище), большой «толчок» в развитии этого направления сыграла политика руководства страны, которое под нажимом «зеленых» запретило перевозки ОЯТ по территории страны (во всяком случае пока).

Из приведенных выше соображений также следует, что наиболее целесообразно создавать так называемые двухцелевые контейнеры, пригодные как для т.н. промежуточного хранения ОЯТ (они обычно рассчитываются на срок службы 50 лет, хотя многие специалисты считают вполне реальным столетний и более срок хранения), так и для транспортирования, так как даже в случае откладывания перевозок на неопределенный срок (случай Германии, для России, в которой транспортирование ОЯТ осуществляется постоянно и весьма энергично – ведь ОЯТ производят не только все АЭС, но и весь атомный флот – оно не характерно) рано или поздно (после спада активности) придется вывозить ОЯТ на места или переработки, или окончательного хранения (впрочем, окончательного полностью ничего не бывает – возможно извлечение ОЯТ из хранилища через несколько десятилетий и даже столетий, ибо там есть ценные компоненты – невыгоревшее топливо, изотопы и пр.).

Конструктивные решения в области контейнеростроения весьма разнообразны (некоторые из них показаны на предлагаемых вашему вниманию презентационных слайдах). Это разнообразие определяется следующими обстоятельствами:

-разнообразием конструкционного исполнения ТВС (кожуховые, безкожуховые, с квадратной компоновкой твэлов, с шестиугольной компоновкой твэлов, для энергетических реакторов различных типов и разной мощности, для исследовательских реакторов);

-различным назначением контейнеров (только для хранения, только для транспортирования, двухцелевые).

Весьма многообразны и конструкционные материалы, которые используются в контейнеростроении (при этом учитываются и возможности – производственные, финансовые, которые у разных стран различны – и «вкусы» конструкторов, которые, как известно, различны, тем более, что многие из них естественно стремятся изобрести и внедрить что-то новое – хотя некоторые страны – например, Япония – предпочитают покупать опробованные на практике лицензии). Так для корпусов контейнеров (назначение корпусов двояко – как прочная (в т.ч. при ударах) емкость для ОТВС, так и как защитный барьер от проникающего γ- и нейтронного излучения) используются такие материалы: сталь (нержавеющая и углеродистая), чугун (но в «пластичном» исполнении, что достигается технологией отливки, обеспечивающая наличие графитовых микровключений не в виде «угловатых» кристаллов, а в виде «микросфер» (шариков) – такой чугун называется чугуном со сфероидальным графитом – его умеют отливать и за рубежом, и у нас – в частности, на заводе «Петрозаводск Атоммаш»), бетон (высокопрочный тяжелый и как правило армированный стальными прутками или «скрапом» - крупными частицами металла), уран (он как самый тяжелый из распространенных в природе элементов подходит для поглощения γ-излучения наилучшим образом), свинец (обычно в виде прослоек в стальных корпусах, ибо этот металл не обладает достаточными прочностными свойствами). Металлобетонные контейнеры (МБК) более дешевы, чем металлические, но имеют существенные недостатки в сравнении с ними: теплопроводность их стенок значительно (в 4-5 раз) ниже; неочевидна (за недостаточностью опыта эксплуатации) их достаточная долговечность в условиях естественных колебаний температур и влажности окружающей среды – бетон при этом может подвергаться растрескиванию. Поэтому МБК применяются только для хранения и транспортирования ОЯТ с относительно малым уровнем тепловыделения. В частности, хранилище этого типа создано недавно на Ленинградской АЭС (топливо реакторов РБМК-1000), они создаются также на Смоленской и Курской АЭС. Ограниченный опыт использования бетонных контейнеров имеется и в других странах, например, в Канаде (ОЯТ реакторов типа CANDU). Часть ОЯТ реакторов РБМК-1500 Игналинской АЭС (Литва) хранится в МБК типа Constor, разработанного совместно специалистами GNB/GNS и НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова (Санкт-Петербург). Немецкие специалисты достигли успехов в контейнеростроении, они создали успешно эксплуатирующиеся не только в Германии, но и в других странах мира, включая США, сотни контейнеров типа Castor с корпусом из ковкого (со сфероидальным графитом) чугуна, речь о котором шла выше. В этих контейнерах с оребренным снаружи корпусом (оребрение помогает повысить отводимую тепловую мощность в окружающую атмосферу путем естественной конвекции) может храниться и перевозиться топливо от серийных реакторов «западных» разработок, как кипящих (BWR), так и не кипящих (PWR). Поскольку преимущества чугунных контейнеров перед стальными очевидны (простота изготовления – не нужно сваривать полученные путем ковки обечайки – корпус и днище отливаются заодно; уже упоминавшиеся высокая теплопроводность и «хрупкостойкость» – ведь перевозки осуществляются и в обстановке суровых сибирских морозов когда «обычная» сталь становится хрупкой, как стекло), то по этому пути пошли разработчики и заказчики контейнеров (они чаще называются ТУК – транспортно-упаковочные комплекты – имея ввиду и «оболочки» и ее содержимое в состоянии, погруженном на транспортер- железнодорожный – в нем обычно перевозится топливо российских АЭС, автомобильный, морской – вывоз ОЯТ из Японии на переработку во Францию или Англию) в различных странах, в частности, в России.

Так, недавно были изготовлены первые образцы ТУК-141, предназначенные для транспортирования ОЯТ от отечественных ректоров ВВЭР-1000/1200, которые будут эксплуатироваться на второй очереди ЛАЭС, на Нововоронежской АЭС и на некоторых зарубежных АЭС куда эти энергоблоки будут поставляться по экспорту.

Рассматривая полувековой мировой опыт создания и эксплуатации контейнеров для ОЯТ, его можно признать вполне успешным – при осуществлении тысяч (возможно и более десяти тысяч) перевозок, в ряде случаев, сопровождающихся авариями на транспорте (например, зафиксировано падение ТУК с большой высоты при автомобильной аварии в горной местности в США), не было ни одного случая такого повреждения упаковки, которое вызвало бы выход активности в окружающую среду. Такой успех объясняется прежде всего грамотным использованием технических средств защиты контейнеров- прочными корпусами, снабженными по торцам (см. презентацию) специальными демпферами – амортизаторами, поглощающими энергию удара. Хорошо защищено содержимое ТУК и от воздействия пожаров, вполне вероятных при перевозках. Для этого внутри контейнеров размещаются хорошо проводящие теплоту вставки из алюминия, меди и т.д. – они же помогают отводить теплоту от твэлов к корпусу в штатных («нормальных») условиях эксплуатации ТУК. Способствует безопасности перевозок ОЯТ и строгое выполнение правил МАГАТЭ, регламентирующие многие параметры эксплуатации ТУК (температуры, уровни излучений на его поверхности и на удалении от корпуса на 2 м), а также условия их ударных испытаний на прочность и герметичность (падение с высоты, имитирующее также условие катастрофы на транспорте). Следят за безопасностью перевозок и государственные органы пожарного надзора, полиции, подразделения по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Поэтому, например, практически исключено длительное пребывание ТУК в очаге пожара при аварии.

Централизованные наземные «сухие» ХОЯТ (ЦСХОЯТ)

Поскольку эти ХОЯТ обычно предназначены для хранения относительно больших (до нескольких десятков тысяч тонн, считая по тяжелому металлу топлива) они имеют большие размеры. Известно следующие типы ЦСХОЯТ: бетонные модульного типа, где емкости с ОТВС, чехлы (корзины), размещаются в горизонтальных бетонных толстостенных «пещерных» модулях – по одному чехлу на один модуль (чехол предварительно «вытаскивается» из транспортного контейнера (ТУК), доставляется в ЦСХОЯТ (такие модули разработаны фирмой Nuhoms); стальные вертикальные упаковки («гнезда хранения») – они охлажда.nся естественной конвекцией атмосферным воздухом; известны разработки таких «гнезд» французской фирмой TN Nova, а также отечественное грандиозное сооружение ОТ-2 (Сибирь), в котором реализован т.н. камерный «сухой» способ хранения ОЯТ, когда ОТВС будучи подвешенными в камерах наподобие колбас в цехах мясного производства охлаждаются потоком воздуха, создаваемого тягой – под действием разности плотностей воздуха снаружи ХОЯТ («на природе» – бо́льшая плотность) и внутри камер (меньшая плотность). Известной, но, по-видимому, решаемой (путем фильтрации воздуха) проблемой эксплуатации таких ХОЯТ является попадание внутрь их насекомых (в Сибири их множество или мелких птиц, летучих мышей), которые вылетят наружу, будучи радиоактивными и способными распространить эту активность, в частности, покусав местное население (по счастью, его там будет немного – все же Сибирь!).

Централизованные подземные ХОЯТ («могильники»)

Здесь основной проблемой является защита ОЯТ от коррозионного (и даже возможно замедляющего нейтроны, что чревато опасностью цепной реакции деления) воздействия воды, т.е. ПЦСХОЯТ должно быть поистине сухим. Эти ХОЯТ рассчитываются на весьма длительные (трудно обозримые!) – порядка сотен лет периоды хранения. Залогом их успешного функционирования (и пока что в Швеции и – см. презентацию – и в Финляндии они функционируют успешно) является наличие устойчивых гранитных пород, подходящие для создания «сухих» полостей для ОЯТ.

В Германии предпочтение отдано соляным копям - там, где есть соль, там сухо – иначе соль бы растворилась. Специалисты считают, что для таких целей подходят и глинистые породы – их много в России и в частности в Ленинградской области. На наш взгляд для таких условий подошли бы огромные устойчивые горные массивы в Центральной и Северной Сибири – там эти массивы настолько велики и населения настолько мало, что можно было бы на коммерческой основе принимать на хранение (захоронение) ОЯТ из других стран. «Зеленые» утверждают, что эти ХОЯТ – это ядерные помойки – это неправда, на самом деле это высокотехнологичные, оснащенные современной транспортной, вентиляционной и другой техникой – полости «извлекаемого» (retrievable) типа, откуда через какое-то время можно извлечь ценные (для медицины и т.п.) изотопы и с выгодой их продавать.

Физические и химические процессы в ХОЯТ (в штатных и аварийных ситуациях)

Поскольку ОЯТ есть в высшей степени радиоактивное вещество - благодаря наличию сотен радионуклидов - осколков деления ядер топлива - процессы в ХОЯТ должны тщательным образом изучаться, ибо от правильного контроля над ними зависит безопасность и персонала, и населения.

Перечислим и кратко охарактеризуем эти процессы.

Тепломассообмен

Он обеспечивает отвод теплоты от твэлов внутри ОТВС, от ОТВС к среде, заполняющей контейнеры (через стенки пеналов и ампул - если они есть), затем к корпусу контейнера, ограждению бассейна и, наконец - в окружающую среду. - воздух, грунт. В этом процессе участвуют все виды теплообмена - теплопроводность в твердых твэлах (сама топливная матрица, оболочка твэла, корпус пенала или ампулы, стенка контейнера или бассейна, окружающая горная порода); естественная конвекция в воде, воздухе, в инертном газе, заполняющем контейнер, бассейн, шахты подземного ХОЯТ; может использоваться вынужденная конвекция, если включены вентиляция или создан контур естественной крупномасштабной циркуляции в системе (типичный пример - вертикальный контейнер с ОТВС, в котором есть не только мелкомасштабная конвекция - «мелкие вихорки» около поверхности твэлов, но и крупномасштабная циркуляция газа или воды с восходящим течением в центральной зоне и опускным около его корпуса); если же, допустим, вода из бассейна для хранения забирается насосами, то в ней имеет место т.н. смешанная (естественная и вынужденная) конвекция, когда процессы естественной конвекции и вынужденной конвекции накладываются друг на друга, они могут и помешать процессу теплоотвода, могут и помочь ему.

С масоообменом мы встречаемся при испарении воды с поверхности бассейнов хранения и выдержки, в операциях по вакуумной осушке контейнеров, необходимой, поскольку при размещении в контейнере «мокрой» ОТВС, извлеченной из бассейна при переводе ОТВС на «сухое» хранение в контейнер попадает определенное количество влаги. Наконец в «сухих» системах всегда присутствует лучистый теплоперенос, в особенности интенсивный при «горячих» поверхностях твэлов и заметный (его вклад в общий теплосъем достигает 50%) при отводе теплоты от поверхности контейнера в окружающую среду, (в помещение ХОЯТ или просто в окружающую природу - как на Игналинской АЭС, где контейнеры Castor и Constor установлены рядами на открытой площадке).

Ползучесть

При температуре оболочек хранения твэлов на уровне 300-400°С (допускаемые величины) оболочки «ползут», поскольку находятся под дейтсвием внутреннего давления газов - продуктов деления. Однако, со временем, когда температура оболочек твэлов снизится вследствие естественного спада тепловыделения в топливе, интенсивность ползучести («крипа» - «creep») также уменьшается и она станет менее опасной.

Водородное охрупчивание оболочек

Оно происходит при температурах оболочек ниже 160°С и опасно (может привести к растрескиванию оболочек), если в газовой среде хранения есть влага (или в водяной среде происходит радиолиз с выделением и накоплением пузырьков радиолитического водорода, так как водород, растворяясь в металле оболочек, вызывает его охрупчивание.

Окисление оболочек

Этот процесс - коррозионный, может вызывать язвы на поверхности металла, в том числе проникающие на всю толщину оболочки и создающие опасность выхода активности из твэлов. Он опасен в случае «мокрого» хранения, неопасен при хранении в «сухой» атмосфере (т.е. после тщательной осушки емкости хранения) и может быть замедлен путем ввода в воду специальных веществ - ингибиторов коррозии (на ЛАЭС это соединения кальция, ввод которых способствует закрытию язв). Американский сплав М5 хорошо противостоит окислению.

Во всех случаях хранения необходим мониторинг процесса - контроль за состоянием оболочек твэлов (приборный и визуальный).

Отдельной (но также решаемой) проблемой является хранение ОТВС с поврежденными (дефектными) оболочками - их надо хранить в защитных пеналах.

Завершая это изложение, можно с полным основанием заключить, что к настоящему времени разработаны надежные и безопасные методы хранения ОЯТ, хотя их необходимо усовершенствовать в направлениях повышения вместимости хранилищ и их удешевления.

[doctorr]

Сообщение от Afa

покопай переработку ядерных отходов. в открытых источниках было, может и не успело мусором завалить. может и найдёшь, как и откуда технологии появляются

Технологии, Афа, появляются из светлых голов учёных.
Но факт остаётся фактом: Россия ввозит и будет ввозить ОЯТ со всего мира. Если пару лет назад подобное утверждение патриотами смело записывалось в провокации либерастни, то сегодня и в будущем будет только нарастать количество оправдальщиков, которые ещё вчера говорили «вывсёврёти», а завтра будут нас убеждать, что это очень выгодно для России, это наша очередная стратегическая победа, так и должно быть. Всё как с пенсионной реформой – дадут отмашку сверху, и мы узнаем много интересного о выгодах ввоза ОЯТ в Россию. В том числе и на страницах данного форума.
Как будут дальше развиваться события – покажет время. На всё воля Всевышнего. А мы пронаблюдаем и сделаем выводы.

[Afa]

хмык
как наблюдал переработку оружейного урана в твэлы?