Ядерный топливный цикл

Темы курса

1. Введение в лекционный курс

Основные проблемы курса. Рекомендуемая литература. Понятия ядерных материалов, ядерного топлива, ядерных технологий и ядерного топливного цикла. Основные стадии ядерного топливного цикла.

2. Концепции открытого и замкнутого ядерного топливного цикла

Оценка основных стадий ядерного топливного цикла и типов ядерных реакторов с точки зрения привлекательности ядерных материалов для распространения.

3. Обогащенный уран как основной тип топлива атомных электростанций

Обзор технологий изотопного обогащения урана. Балансные соотношения процесса обогащения урана. Потенциал разделения, разделительная работа. Энергоемкость различных обогатительных технологий.

4. Физический основы обогащения урана методом газовой диффузии

Свойства гексафторида урана. Каскадирование газо-диффузионного процесса. Оценка количества ступеней в обогатительной и обеднительной ветвях.

5. Физические основы обогащения урана в газовых центрифугах

Типичные конструкции и параметры газовых центрифуг. Обогащение урана в разделительном сопле, сравнение с газовыми центрифугами.

6. Физические основы альтернативных методов обогащения

Физические основы лазерных методов обогащения урана. Технологии атомарного и молекулярного лазерного обогащения урана.Химический и плазменный метод обогащения урана. Реакции изотопного обмена. Эффект ионного циклотронного резонанса.

7. Основные стадии изготовления твэлов и ТВС

Типичные конструкции твэлов и ТВС тепловых и быстрых реакторов. Использование топлива в ядерных реакторах. Стратегии и технологии топливных перегрузок в реакторах различного типа.

8. Химическая переработка облученного ядерного топлива

Водные (экстракционные) и неводные (пирохимические и пирометаллургические) технологии. Сравнение технологий переработки по защите ядерных материалов от распространения.

9. Технологии переработки и захоронения радиоактивных отходов

Проекты геологических хранилищ радиоактивных отходов. Гидротермальные условия подземного захоронения радиоактивных отходов.

10. Предприятия ядерного топливного цикла и окружающая среда

Экологическое воздействие различных стадий ядерного топливного цикла. Принцип радиационной эквивалентности. Пороговый и беспороговый подход к оценке воздействия радиации на организм человека.