Анализ мирового энергетического рынка Воздействие радиации на человека Машиностроение для энергетики

Социально-экономические последствия сооружения АЭС

Реализация мероприятий Программы позволит оптимально и сбалансировано использовать имеющиеся топливные и минеральные ресурсы, повысить экспортный потенциал страны, обеспечить экологическую чистоту энергетических технологий, развивать ядерные технологии для использования в различных отраслях экономики, обеспечить социально-экономическое развитие территорий Республики в регионах строительства атомных электростанций (АЭС), включая следующие социально-экономические последствия сооружения АЭС

покрытие дефицита мощностей, увеличение энергетического потенциала и устойчивое развитие региона строительства и страны в целом;

диверсификация энергетического производства;

создание объектов социальной сферы для населения, проживающего в районе строительства АЭС, строительство населенных пунктов для работников АЭС и т.д.;

увеличение доли высококвалифицированного инженерно-технического персонала в районе строительства и, следовательно, повышение культурного и образовательного уровня жителей региона;

рост производства в регионе за счет снижения тарифов на электроэнергию;

 увеличение инвестиционной привлекательности региона и развитие бизнеса;

рост налоговых поступлений в Республиканский и местный бюджеты;

дополнительный импульс к развитию атомной науки, наукоемких технологий и базы подготовки специалистов для атомной энергетики;

снижение социальной напряженности населения (новые рабочие места для энергетиков и работников смежных областей, получение льгот на оплату тепла и электроэнергии);

снижение экологической нагрузки на регион за счет сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду (при замещении традиционных энергоисточников).

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДИОКСИДА УРАНА, СОДЕРЖАЩЕГО ТВЕРДЫЕ ИМИТАТОРЫ ПРОДУКТОВ ДЕЛЕНИЯ

 Одним из путей реализации существующей в ядерной энергетике тенденции к снижению стоимости топливного цикла является увеличение глубины выгорания топлива.

Увеличение глубины выгорания, кроме повышения концентрации продуктов деления, вызывает необходимость повышения степени обогащения топлива ураном-235 или легирования его плутонием. Кроме того, одним из способов сохранения реактивности при глубоких выгораниях в ядерное топливо вводятся интегрированные выгорающие поглотители нейтронов (ВПН) (Gd или Er).

Для правильного моделирования поведения топлива при больших выгораниях необходимы достоверные данные о влиянии глубины выгорания, температуры и ВПН на теплопроводность таблеток оксидного ядерного топлива.

Проведение непосредственных измерений свойств облученного топлива очень сложно по многим причинам и, кроме того, может дать лишь интегральную оценку, не выявляя раздельного влияния содержания продуктов деления, изменения кислородного потенциала и структуры топлива.

Одним из путей получения необходимой информации являются внереакторные исследования свойств модельного ядерного топлива (МЯТ), имитирующего микроструктуру, химический и фазовый состав высокооблученного топлива [1].

Поэтому целью настоящей работы являются внереакторные исследования теплопроводности оксидного модельного ядерного топлива на основе UO2, UO2-Gd2О3 и UO2-Er2O3.

В качестве исходных данных для расчета состава образцов МЯТ были использованы данные по содержанию продуктов деления в облученном топливе реактора ВВЭР-1000 (UO2 с обогащением 5,5% 235U) при выгорании 80МВт·сут/кг U рассчитанные в работе [2]. Содержание добавок ВПН Er и Gd выбиралось на основе рекомендуемых значений [3-5].

В табл.1 приведен спектр концентраций продуктов деления при глубине выгорания В=80 МВт·сутки/кг U для оксидных топливных композиций UO2, (UO2+4мас.%Gd2O3) и (UO2+0,6мас.%Er2O3).

Таблица 1

Концентрация продуктов деления (Fs, масс.%) в оксидном топливе энергетических тепловых реакторов при В=80 МВт·сутки/кг U [2]

Fs

UO2

UO2-Gd2O3

UO2-Er2O3

Xe

1,2800

1,1700

1,2723

Nd

0,9228

0,8435

0,9173

Zr

0,8286

0,7574

0,8236

Mo

0,7826

0,7154

0,7779

Cs

0,6480

0,5923

0,6441

Ce

0,6182

0,5651

0,6145

Ru

0,6050

0,5526

0,6009

Pd

0,3871

0,3511

0,3848

Ba

0,3702

0,3384

0,3680

La

0,2852

0,2607

0,2835

Pr

0,2519

0,2303

0,2504

Sr

0,1993

0,1822

0,1981

Sm

0,1681

0,1537

0,1671

Tc

0,1564

0,1430

0,1555

Te

0,1120

0,1024

0,1113

Y

0,1050

0,0960

0,1044

Kr

0,0811

0,0741

0,0806

Rb

0,0767

0,0701

0,0762

Rh

0,0653

0,0597

0,0649

Gd

0,0534

4,2190

0,0531

I

0,0500

0,0457

0,0497

En

0,0459

0,0493

0,0456

Cd

0,0361

0,0330

0,0359

Ag

0,0186

0,0170

0,0185

Sn

0,0137

0,0125

0,0136

Pm

0,0133

0,0122

0,0132

Se

0,0125

0,0114

0,0124

Br

0,0044

0,0040

0,0044

Nb

0,0041

0,0037

0,0041

Sb

0,0034

0,0031

0,0034

Tb

0,0008

0,2741

0,0008

Dy

0,0004

0,1350

0,0004

Ho

-

0,0127

0,0002

Er

-

0,0042

0,5772

Tm

-

-

0,0111

Yb

-

-

0,0115

Ge

0,0001

≤ 0,0001

≤ 0,0001

Из табл.1 видно, что концентрация продуктов деления, расположенных в нижней части таблицы, на 3-4 порядка ниже, чем в верхней части. Причем концентрация отсутствующих в таблице Li, Be, In, Ga, As на несколько порядков ниже по отношению к Ge, а содержание таких продуктов деления, как Сo, Ni, Cu, Zn и др. вообще находятся на уровне 10-10мас.% и ниже. Поэтому при анализе влияния продуктов деления на химический и фазовый состав высоко облученного оксидного топлива вполне достаточно ограничится учетом содержания лишь 30 химических элементов для UO2 и 32 химических элементов для UO2-Gd2О3 и UO2- Er2О3.

По химическому состоянию в оксидном топливе все продукты деления можно разделить на следующие группы [1]:

газообразные продукты деления (Xe, Kr);

летучиие продукты деления (I, Br и др.);

прдукты деления, образующие светлые металлические включения (Ru, Rh, Mo, Tc, Nb и др.);

продукты деления, образующие серые керамические включения (Rb, Cs, Ba, Zr, Mo и др.);

продукты деления полностью (РЗЭ, Y) или частично (Zr, Sr, Cs и др.) растворимые в оксидной топливной матрице;

продукты деления, способные образовывать бескислородные соединения с галогенами и халькогенидами (Cs, I, Te, Rb, Br и др.).

При оценках степени влияния продуктов деления на фазовый и химический состав облученного оксидного топлива встречаются сложности, обусловленные одновременным участием некоторых продуктов деления в разных фазах. Например, Zr, Ba, Sr, Rb и Сs могут растворятся в диоксиде урана или входить в состав керамических включений. Кроме того, щелочные металлы Cs и Rb могут находится в оксидном топливе в виде бескислородных соединений с галогенами и халькогенидами (CsI, RbBr, Cs2Te и др).

 Молибден может входить в состав металлических включений на основе твердых растворов благородных металлов (Ru, Rh, Pd) или в виде оксидной фазы растворятся в UO2 и керамических оксидных включениях, имеющий другой тип кристаллической решетки, чем диоксид урана.


На главную