Ядерное электричество

3.5 Ядерное оружие как источник топлива

Все более важным источником ядерного топлива становятся мировые запасы ядерного оружия.

Начиная с 1987 года Соединенные Штаты Америки и страны бывшего СССР подписали ряд соглашений о сокращении к 2003 году своих ядерных арсеналов приблизительно на 80%. Ядерное оружие содержит уран, обогащенный более чем на 90% по содержанию U-235 (то есть, приблизительно, в 25 - 100 раз больше чем в реакторном топливе). Некоторое оружие содержит плутоний-239, который может использоваться в разбавленной форме в реакторах - размножителях.

Уран
Высокообогащенный оружейный уран от боеголовок и военных запасов, по соглашению между США и Россией, будет передаваться Обогатительным предприятиям Соединенных Штатов и затем направляться на использование в гражданских ядерных реакторах. Согласно соглашению, подписанному в 1994 году, Правительство США покупает у России 500 тонн высокообогащенного оружейного урана в течение 20 лет для переработки и продажи его электрическим компаниям на общую сумму около 11,9 миллиардов долларов США. Высокообогащенный оружейный уран содержит более чем 90% U-235, в то время как топливо для легко-водных реакторов обычно обогащается до 3-4 %. Для того чтобы быть использованным в коммерческих ядерных реакторах, оружейный уран должен быть разбавлен в соотношении 25:1 с обедненным ураном (главным образом это U-238), естественным ураном (содержащим 0.7 % U-235) или с частично обогащенным ураном. Поставляемый по контракту высокообогащенный оружейный уран смешивается до содержания 4.4% U-235 в России с использованием для этого 1.5 % U-235 (чтобы минимизировать уровни U-234 в изделии). 500 тонн оружейного высокообогащенного урана позволят произвести приблизительно 15 000 тонн низко-обогащенного (4.4 %) урана в течение 20 лет. Это эквивалентно приблизительно 152 000 тоннам естественного U, что вдвое больше ежегодной добычи урана в мире. Работы в этом направлении планируется проводить достаточно интенсивно.

До 1999 года перерабатывалось около 10 тонн в год (что эквивалентно производству приблизительно 3700 тонн двуокиси урана в год). С 2000 переработка 30 тонн оружейного урана в год заменит производство приблизительно 11 000 тонн двуокиси урана в год, что составляет 17 % потребления этого топлива в мире. Кроме того, правительство США объявило, что 174 тонны высоко-обогащенного урана являются избыточными для военных запасов страны, и это количество будет переработано в 4300 тонн реакторного топлива. В ближайшей перспективе военный уран, вероятно, будет обеднен до содержания 20 % U-235, а затем заложен на длительное хранение. В этой форме его нельзя будет использовать для создания оружия.

Плутоний
Разоружение также высвободит приблизительно 150-200 тонн оружейного плутония, который будет представлять собой:

• Остеклованные высокоуровневые отходы (обработанный специальным образом плутоний), или
• Смешанное с двуокисью урана топливо (так называемое, MOX- топливо) для сжигания в существующих реакторах.

Правительство США объявило, что 38 тонн оружейного плутония являются избыточными для военных запасов страны, и изучает оба этих способа его утилизации. Хотя имеется достаточно оснований для широкого использования смешанного оксидного топлива в гражданских реакторах, его внедрение в США связано с различными регулирующими и техническими проблемами. Тем временем США развивают "стандарт исчерпанного топлива", который означает, что плутоний никогда не должен быть доступен в чистом виде, а может содержаться только переработанном топливе.

Европа имеет хорошо развитые технологии по производству MOX топлива, а Япония активно их развивает. Это говорит о том, что оружейным плутонием можно было бы распорядиться относительно быстро. Весь выработанный плутоний мог бы стать наполовину источником топлива для реакторов. Использование такого MOX-топлива позволит удалять из обращения приблизительно 15 тонн оружейного плутония в год. Это соответствовало бы сокращению 3000 боеголовок в год и позволило бы произвести 110 миллиардов кВтч электроэнергии, что обеспечило бы, например, 60 % энергетических потребностей Австралии. Более 35 реакторов в Европе имеют лицензии на использование смешанного оксидного топлива, а 20 Французских реакторов его уже используют.

Реакторы CANDU хорошо подходят для сжигания MOX-топлива, и их использование для этих целей запланировано с использованием произведенного в США MOX-топлива. Россия намеревается использовать свой плутоний как топливо для реакторов на быстрых нейтронах. Если бы весь плутоний использовался в реакторах на быстрых нейтронах вместе с обедненным ураном от имеющихся запасов на обогатительных заводах,^* этого было бы достаточно для успешного выполнения мировых коммерческих ядерных программ по производству электроэнергии на несколько десятилетий вперед без использования производства урана на горнодобывающих предприятиях.

В начало страницы

Назад  |  Вперед