Топливные отходы из Японии

Блог

Переработка японского использованного топлива была проведена в Великобритании и Франции по контракту с японскими энергокомпаниями.
Извлеченные делящиеся материалы возвращаются в Японию в качестве реакторного топлива, в частности в виде смешанного оксидного (МОКС) топлива.
Первая поставка в Японию иммобилизованных высокоактивных отходов от переработки произошла в 1995 году, а 12-я и последняя из Франции — в 2007 году. Первая из Великобритании — в 2010 году.
Ядерная энергия обеспечивает около одной трети электроэнергии Японии, и с повышенной эффективностью, достигаемой за счет переработки использованного топлива для рециркуляции урана и плутония, она представляет собой важную часть усилий Японии по достижению максимальной самообеспеченности энергией. Япония планирует к 2010 году использовать одну треть из своих 53 реакторов на смешанном уран-плутониевом оксидном (МОКС) топливе.
При переработке отходы, особенно высокоактивные отходы, содержащие почти всю радиоактивность в отработавшем топливе, отделяются от урана и плутония, которые рециркулируют в качестве свежего топлива. Остаются сепарированные высокоактивные отходы — около 3% отработанного топлива.
В общей сложности десять японских электроэнергетических компаний имели контракты с французской компанией Cogema (ныне Areva NC) на переработку использованного топлива. Эти соглашения о предоставлении услуг по переработке датированы 1977-78 гг. Другие контракты были заключены с British Nuclear Fuels Limited (BNFL) в Великобритании и в настоящее время находятся в ведении государственного управления по снятию с эксплуатации ядерных объектов. Около 40% использованного топлива было переработано Cogema/Areva, а остальное — BNFL.
В период с 1969 по 1990 год этими предприятиями во Францию для переработки было отправлено в общей сложности около 2940 тонн отработанного топлива (более 160 партий). В Великобританию было отправлено около 4100 тонн топлива, и к середине 2007 года там было переработано более 2600 тонн оксидного топлива, плюс небольшое количество использованного японского топлива Magnox.
Переработка японского использованного топлива во Франции завершилась в 2004 году, и все высокоактивные отходы от переработки использованного топлива во Франции теперь отправлены обратно в Rokkasho в Японию для долгосрочного (30-50 лет) хранения перед окончательной утилизацией. Отправка отходов из Великобритании должна была завершиться к 2016 году.
В Японии уже действует небольшой (210 т/год) перерабатывающий завод в Токай, связанный с реактором на быстрых нейтронах Monju. В Rokkasho построен гораздо более крупный (800 т/год) завод по переработке, в течение нескольких лет на котором проводятся пуско-наладочные работы. Завод по производству МОКС-топлива производительностью 130 т/год в Rokkasho завершено строительство и введен в эксплуатацию в 2019 году.
Возврат высокоактивных отходов.
В феврале 1995 года первая из 12 партий остеклованных высокоактивных отходов (ВАО) отправилась из Франции в Японию. Последний раз это произошло в 2007 году. Эти отходы принадлежали десяти японским энергетическим компаниям, которые несут ответственность за их безопасное хранение и окончательную утилизацию.
Всего за 12 отгрузок за 12 лет было отправлено 1310 канистр, содержащих почти 700 тонн остеклованных высокоактивных отходов. Они упакованы в тяжелые стальные транспортные контейнеры.

Отгрузка остеклованных высокоактивных отходов из Великобритании в Японию началась в начале 2010 года, и для перевозки около 900 канистр требуется около 11 партий за 8-10 лет. В рамках программы возврата остеклованных остатков (VRR) некоторые из этих ВАО будут заменять больший объем отходов промежуточного уровня на том основании, что радиологически эквивалентное количество ВАО может быть заменено с целью минимизации отгружаемого объема. И в Великобритании, и в Японии есть законы, разрешающие это. Эти поставки являются продолжением установленной программы возврата отходов из Франции. Вторая партия прибыла в Японию в сентябре 2011 года; третья прибыла в феврале 2013 года; четвертая — в апреле 2014 г.; пятая в сентябре 2015 г.; и шестая — в сентябре 2016 г. — 56 канистр с ВАО для Tepco, 56 для Kansai и 20 для Japco.

Эти грузы поступают на предприятие ZNhRm&f%D, которое вмещает 2880 канистр. В сентябре 2015 года у него было 1698 канистр, 1310 из которых были произведены в Гааге, а 388 — в Селлафиилде.
Возврат плутония и МОКС-топлива.
К настоящему времени одна партия выделенного плутония реакторного качества, извлеченного при переработке отработанного топлива, была возвращена в Японию в 1993 году. Это был материал реакторного качества, содержащий около 30% Pu-240, и поэтому его можно было использовать только в качестве реакторного топлива. Он не подходит для ядерного оружия.
Далее плутоний возвращается в виде смешанного оксидного (МОКС) топлива, в котором плутоний смешивается с обедненным ураном и превращается в свежие топливные элементы, готовые к использованию в реакторе электростанции. Поставки МОКС-топливных сборок были отправлены в середине 1999 г., начале 2001 г., начале 2009 г., середине 2010 г. и апреле 2013 г. Areva использует для этого свои контейнеры TN 12/2 объемом почти 100 тонн. Каждый может вместить восемь тепловыделяющих сборок.

Часть партии 1999 года, предназначенная для АЭС Takahama в Kansai, была возвращена в Великобританию в 2002 году из-за сомнений в отношении контроля качества. Все остальные поставки были из Франции.
В 1999 и 2001 гг. Поставки содержали 60 топливных сборок с МОКС-топливом для использования в блоках BWR Fukishima I-3 и Kashiwazaki-Kariwa 3 компании Tepco, а также в Takahama 4. В поставку 2009 г. входили 24 сборки для Ikata 3, 28 для Hamaoka 4, и 16 для Genkai 3. В поставку 2010 года из Франции входило 12 сборок для Takahama 4 и 20 сборок для второй загрузки на Genkai 3. В поставку 2013 года из Франции входило 20 сборок для Takahama 3.
Стеклование сепарированных отходов.
Чтобы обеспечить безопасное хранение и транспортировку, отделенные высокоактивные отходы, паспортизация отходов образующиеся при переработке, иммобилизуют в процессе, известном как остекловывание. При этом отходы смешиваются с расплавленным боросиликатным стеклом и заливаются в канистры из нержавеющей стали высотой 1,3 метра. При охлаждении отходы застревают в матрице стекла, что делает его стабильным и устойчивым к выщелачиванию. Затем к канистрам привариваются крышки, чтобы запечатать их.
Каждая канистра вмещает 150 литров стекла весом 400 килограммов. Около 14% содержимого — это высокоактивные отходы, полученные при переработке около двух тонн отработанного топлива. После хранения в течение нескольких лет тепловая мощность каждой отгруженной канистры составляет менее 1,5 киловатт.
Морской транспорт.
Транспортные контейнеры безопасно перевозятся в Великобритании, Франции и Японии, а также в дальние морские путешествия уже около 50 лет. Контейнеры специально разработаны для конкретного радиоактивного материала, который они перевозят, обеспечивают защиту рабочих и населения от радиации и спроектированы таким образом, чтобы выдерживать самые серьезные аварии. Контейнеры представляют собой массивные стальные конструкции из кованой стали толщиной 250 мм и весят более 100 тонн. В случае отработавшего топлива каждый контейнер обычно содержит до восьми тонн топлива. В случае застеклованных отходов каждый контейнер содержит 20 или 28 канистр из нержавеющей стали весом около 500 кг, которые, в свою очередь, содержат застеклованных твердых отходов. Контейнеры, используемые для МОКС-топлива, аналогичны.

Речь идет о 104-метровых, 4900-тонных судах с двойным корпусом специальной конструкции, используемых только для перевозки ядерных материалов. Суда, принадлежащие британской компании Pacific Nuclear Transport Ltd (PNTL), были одобрены для перевозки остеклованных остатков и соответствуют всем соответствующим международным стандартам безопасности, в частности стандарту, известному как INF-3 (облученное ядерное топливо класса 3), установленным Международной морской организацией (ММО), агентством Организации Объединенных Наций, которое регулярно пересматривает свои правила. Это позволяет им перевозить высокорадиоактивные материалы, такие как высокоактивные отходы, отработанное ядерное топливо, МОКС-топливо и плутоний.
Суда, на которых перевозится ядерный материал, обладают рядом функций безопасности, намного превосходящими те, что есть на обычных грузовых судах:
— Двойные корпуса для защиты от повреждений при столкновении;
— Повышенная плавучесть, предотвращающая затопление корабля даже в экстремальных обстоятельствах;
— Двойная система навигации, связи, контроля груза и охлаждения;
— Спутниковая навигация и слежение;
— Сдвоенные двигатели и пропеллеры;
— Дополнительное противопожарное оборудование, в том числе система затопления трюмов.
Они выполнили более 180 перевозок и прошли более 10 миллионов километров без каких-либо инцидентов, связанных с радиоактивным выбросом. В настоящее время PNTL принадлежит International Nuclear Services Ltd (INS, 68,75%), японским коммунальным предприятиям (18,75%) и Areva (12,5%), а ее флот находится под управлением Serco Ltd. Флот был обновлен с 2008 по 2010 год. INS является дочерней компанией, находящейся в полной собственности Управления по снятию с эксплуатации ядерных установок Великобритании.

 

Comments are closed.

X
X