
世界上第一批含有鈾-钚混合氧化物 (MOX) 燃料和次錒系元素的燃料組件已裝入俄羅斯的 BN-800 快堆。次錒系元素是廢燃料中放射性毒性最強、壽命最長的成分。在與監管機構協調后,由俄羅斯原子能公司礦業與化學聯合企業 (MCC) 制造的三個含有镅-241 和镎-237 的實驗性 MOX 組件被裝入反應堆堆芯。聯邦生態、技術和核監督局 (Rostekhnadzor) 確認了創新組件運行的安全性。
在別洛雅爾斯克核電站 4 號機組 BN-800 反應堆中,這些組件將在三個微型運行期(暫定為一年半)進行試工業運行。
“BN-800 反應堆中的微型活動應通過實驗確認工業處置次錒系元素的可能性。使用快中子反應堆消除次錒系元素的可能性將減少核電站運行產生的整個核燃料循環基礎設施的放射性廢物量,”別洛亞爾斯克核電站負責人伊萬·西多羅夫說。
科學家稱,燃燒次錒系元素僅需 300 年就能使源鈾和儲存的核廢料達到輻射當量,比采用開放式核燃料循環所需的 70 萬年快 2300 倍。
MOX 燃料與次錒系元素的結合技術是由俄羅斯原子能公司燃料部門 TVEL 的科學家開發的。為了使用工業設備 MCC 采用標準技術生產含有次錒系元素的 MOX 燃料組件,對 38 種 MOX 燃料的分析控制方法進行了驗證和確認。

TVEL 科學技術活動高級副總裁亞歷山大·烏格留莫夫 (Alexander Ugryumov) 表示:“Rosatom 為工業快中子反應堆生產的次錒系元素 MOX 燃料在世界上尚無同類產品,并展示了實現第四代核能系統最重要組件的基本技術能力。快中子反應堆核燃料中次錒系元素的后燃服務對全球核工業來說是一種全新的產品。”
“鈾钚燃料本身可以擴大核能的原料基礎,對廢燃料進行再處理而不是儲存,并減少核廢料的產生量。而次錒系元素的利用也提供了大幅降低廢料放射性水平的機會,這將使未來放棄復雜而昂貴的深埋成為可能。”
快中子反應堆不僅可以使用濃縮鈾作為燃料,還可以使用核燃料循環的次級產品——從廢核燃料中提取的貧化鈾和钚。快中子反應堆中次錒系元素的二次燃燒是閉式核燃料循環的下一步。在別洛亞爾斯克核電站,未來技術的元素正在接受測試,更大的快中子反應堆正在設計中。
核電公司 Rosenergoatom 總經理 Alexander Shutikov 指出:“基于別洛亞爾斯克核電站獨特發電機組 BN-600(3 號機組)和 BN-800(4 號機組)的運行經驗,正在開發第四代快堆以供批量生產。該系列的主要發電機組 BN-1200M 反應堆將建在別洛亞爾斯克核電站(5 號機組)。新的技術解決方案將使充分利用鈾原料的能源潛力成為可能,并確保新的安全水平。”
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