Опытно-демонстрационный центр готовится к переработке ОЯТ
Делегация депутатов Государственной Думы, возглавляемая председателем Комитета по энергетике Николаем Шульгиновым, ведущие отраслевые специалисты и представители общественности посетили Горно-химический комбинат (г. Железногорск, Красноярский край) в рамках технического тура, приуроченного к завершению сооружения второго пускового комплекса Опытно-демонстрационного центра (ОДЦ) по переработке отработавшего ядерного топлива.
Первая очередь ОДЦ, построенная в 2015 году, – это цепочка исследовательских горячих камер и аналитическая лаборатория. Главная задача первой очереди – апробация технологий переработки ОЯТ и обращения с РАО. На второй очереди ОДЦ установлено оборудование новейшей конструкции для нуждающихся в проверке технологических процессов переработки ОЯТ. Здесь будут вести научные исследования, отрабатывать технологии и получать продукты, востребованные в ядерном топливном цикле. Проектная мощность ОДЦ составляет 220 тонн ОЯТ ВВЭР-1000 в год.
На 2025 год запланирован запуск ОДЦ на природном уране. К концу 2026 года начнется первая переработка ОЯТ. Выход на проектную мощность запланирован в 2029 году.
Полученные результаты станут информационно-технологической базой для проектирования завода большой мощности по переработке ОЯТ, пуск которого планируется после 2035 года.
Также участники технического тура во время круглого стола обсудили вопросы государственной политики в области обращения с ОЯТ и возможные меры государственной поддержки для развития радиохимических технологий, лежащих в основе замыкания ядерного топливного цикла.
На совещании заместитель директора по государственной политике в области РАО, ОЯТ и ВЭ ЯРОО Госкорпорации «Росатом» Александр Абрамов рассказал об развитии системы обращения с ОЯТ в российской атомной отрасли.
«В настоящее время базовым подходом к обращению с ОЯТ в РФ является его переработка с целью возврата в ЯТЦ регенерированных ядерных материалов и обеспечения экологически и экономически приемлемого обращения с радиоактивными отходами. Реализация замкнутого ядерного топливного цикла позволяет эффективно использовать природные ресурсы, а также решать проблемы ядерного наследия и не перекладывать обременения на будущие поколения», – заявил он.
В соответствии со стратегией развития атомной энергетики и целевым сценарием дорожной карты ввода энергоблоков, доля атомной энергии в общем энергобалансе страны к 2045 году должна достичь 25%. Стратегия развития атомной энергетики предусматривает сооружение и эксплуатацию блоков с реакторами на быстрых нейтронах. Тем самым будет формироваться двухкомпонентная система на базе тепловых и быстрых реакторов.
Переход на новую технологическую платформу с использованием замкнутого ЯТЦ на основе реакторов на быстрых нейтронах позволит снять ограничения по ресурсной базе. Объемы производства ядерного топлива на базе обогащенного урана для тепловых реакторов лимитированы запасами U-235, содержание которого в природном уране составляет менее 1%. При переходе на уран-плутониевое топливо можно использовать весь объем добываемого урана. Благодаря вовлечению в ядерный топливный цикл обедненного отвального урана, сырьевая база увеличивается примерно на 2 порядка. Кроме того, в реакторах на быстрых нейтронах минорные актиниды «сгорают» подобно урану-235, то есть работают как ядерное топливо, а образующиеся при их распаде среднеактивные изотопы, имеют период опасности сопоставимый с «временем жизни» инженерных барьеров, а не миллионы лет. Кроме того, изоляция продуктов деления значительно дешевле, чем долгоживущих минорных актинидов.
Замыкание ЯТЦ позволит многократно вовлекать ядерные материалы, содержащиеся в ОЯТ, в производство новых партий свежего топлива. Но для этого необходимы новые мощности для переработки облученного топлива.
В РФ накоплено около 26,5 тыс. т ОЯТ. Ежегодно из реакторов выгружается порядка 600 т отработавшего топлива. Единственное в России предприятие, ФГУП «ПО Маяк», может перерабатывать порядка 150 – 170 т/год (в пересчете на уран). Таким образом, действующие мощности лишь сдерживают темпы накопления ОЯТ, но не решают проблему. Чтобы перерабатывать весь объем, и будет построен завод большой мощности. «Без переработки ОЯТ хранилища на «ГХК» будут заполнены к 2040 году», – подчеркнул генеральный директор «ГХК» Дмитрий Колупаев.
Кроме того, благодаря опробованию и внедрению новых технологических решений при переработке ОЯТ, в будущем будет обеспечено значительное сокращение объемов образующихся РАО.
Место радиохимической переработки ОЯТ в ЯТЦ двухкомпонентной ядерной энергетики
Для консолидации всех направлений работ и решения поставленных задач в области обращения с ОЯТ в условиях ЗЯТЦ в Госкорпорации «Росатом» разрабатывается стратегическая отраслевая программа «Развитие радиохимического направления». О реализации программы рассказал на совещании руководитель проектного офиса «Формирование системы обращения с ОЯТ» Госкорпорация «Росатом» Константин Иванов.
«Объемы накопленного ОЯТ — это первая предпосылка для разработки стратегической отраслевой программы «Развитие радиохимического направления». Вторая предпосылка – это планы развития быстрой энергетики в нашей стране, как наиболее перспективного направления, обеспечивающего не только безопасность реактоных установок, но и решение проблемы ограниченности ресурсной базы ядерной энергетики. Реакторы на быстрых нейтронах работают в замкнутом цикле. Они воспроизводят делящийся материал и не нуждаются в подпитке им со стороны, их только надо запустить», – сообщил он.
В структуру стратегической программы «Развитие радиохимического направления», которую разрабатывает «Росатом» входит модернизация перерабатывающих мощностей «ПО «Маяк», ввод в работу ОДЦ и вывод его на проектную мощность, создание участка по выделению короткоживущей фракции ВАО, строительство завода большой производительности по переработке ОЯТ, создание и реферирование систем длительного хранения ОЯТ или ВАО, создание инфраструктуры по обращению с ВАО и НИОКР.
Цель стратегической программы – создание мощностей для крупномасштабной промышленной переработки ОЯТ (более 1000 тТМ/год) и решение задач двухкомпонентной ядерной энергетической системы РФ с замкнутым ЯТЦ.
Стратегическая программа синхронизирована с реализацией проектного направления «Прорыв» в рамках которого на первом этапе в г. Северск создается опытно-демонстрационный энергокомплекс, включающий реакторную установку БРЕСТ ОД‑300, модуль фабрикации топлива и модуль переработки ОЯТ, позволяющих реализовать пристанционный топливный цикл. На модуле переработки будет проверяться комбинированная пиро- и гидрометаллургическая технология переработка плотного уран-плутониевого ОЯТ. Проектная производительность установки – до 10 т/год. В дальнейшем предполагается создание промышленных энергокомплексов с реакторными установками большой мощности – БР-1200.
Планируемые результаты стратегической программы «Развитие радиохимического направления
По итогам выездного «круглого стола» Комитета Государственной Думы по энергетике принято решение о поддержке разработки Стратегической отраслевой программы развития радиохимического направления Госкорпорации «Росатом». Также рекомендовано разработать предложения по внесению в новую редакцию Основ государственной политики в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности положений о необходимости переработки ОЯТ и развития радиохимического направления.
Строительство ОДЦ началось в 2010 году. Первый пусковой комплекс (комплекс исследовательских камер) был сдан в эксплуатацию в 2015 году. Параллельно шло строительство второго пускового комплекса.
ОДЦ – часть кластера для централизованного обращения с ОЯТ на ГХК. Для него в рамках ФЦП ЯРБ также построено «сухое» хранилище ОЯТ РБМК-1000 и ВВЭР-1000 и реконструировано «мокрое» хранилище. Основные технологические преимущества ОДЦ — гибкие технологические процессы и возможность поиска и отработки инновационных решений по переработке ОЯТ, отсутствие сбросов технологических ЖРО в окружающую среду и улучшенные экономические показатели.
Создание ОДЦ — шаг к формированию современного радиохимического завода по переработке ОЯТ и замыканию ядерного топливного цикла.
Подходы к переработке ОЯТ
В мире существует два варианта окончательного обращения с ОЯТ. Первый – переработка ОЯТ с рециклированием урана, плутония и кондиционированием РАО. Этот подход принят в России, Франции, Великобритании, Японии, Индии и Китае. Второй вариант – прямое захоронение ОЯТ. Его придерживаются Швеция, Финляндия, США, Канада, Испания, но пока полномасштабно он нигде не реализован. Длительное хранение ОЯТ является отложенным решением с неизбежностью выбора одного из двух вышеуказанных вариантов.
Захоронение в геологические формации возможно, но есть принципиальные ограничения по энерговыделению отходов и свойствам геологической среды. В мире созданы 12 подземных исследовательских лабораторий. Высокие уровни радиоактивности и тепловыделения отходов требуют длительной выдержки перед захоронением в геологических формациях. Это одна из причин отсутствия реализованных проектов по захоронению ОЯТ/РАО класса 1.
Замыкание ЯТЦ и переработка ОЯТ с последующим рециклированием делящихся материалов – наиболее эффективное решение проблемы накопления ОЯТ и РАО, которое позволит многократно расширить сырьевую базу атомной энергетики, обеспечив ее устойчивое функционирование на многие поколения вперед.
Фотоотчет о мероприятии доступен в разделе Медиа.