3.2.2.3 Радиохимия и топливные циклы ядерной энергетики

В 2012 году в радиохимическом отделении проводились исследования и разработка технологий замкнутого топливного цикла реакторов на быстрых нейтронах, выполняемые в рамках проектов федеральной целевой программы «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010–2015 годов и на перспективу до 2020 года», государственных контрактов и договоров и направленные на решение комплексной задачи – создание технологий замкнутого ядерного топливного цикла реакторов на быстрых и тепловых нейтронах, а именно:

  • разработка и экспериментальное обоснование отдельных операций и оборудования универсальной технологической схемы переработки плотного топлива для промышленного пристанционного модуля переработки отработавшего ядерного топлива реакторов на быстрых нейтронах;
  • фундаментальные исследования свойств систем на расславленных солях для перспективных ядерных топливных циклов и реакторных систем;
  • научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для обоснования гомогенных реакторных систем на расплавленных солях;
  • комплексная разработка современных аналитических методов для обеспечения технологий замкнутого ядерного топливного цикла, радионуклидного производства в ОАО «ГНЦ НИИАР» и радиохимического обеспечения послереакторных исследований.

В 2012 году были продолжены работы по экспериментальному и расчётному изучению фундаментальных проблем, связанных с ядерно-энергетическими системами, использующими расплавы солей. Эти работы были направлены на обоснование концепции сжигателя долгоживущих радиотоксичных актинидов, содержащихся в твёрдом отработавшем ядерном топливе реакторов, которая была бы способна обеспечить безопасность, экономическую эффективность, уменьшить отходы и минимизировать риск распространения ядерных материалов. Исследования находятся на стадии конструктивной и концептуальной проработки, экспериментального подтверждения, обоснования и оптимизации выбора солевых композиций и конструкций жидкосолевых реакторов. Возможно, в дальнейшем удастся использовать предложенную концепцию жидкосолевого реактора для создания (Th–U)-размножителя как нового элемента в системе ядерной энергетики.

Схема жидкосолевого реактора с активной зоной полостного типа

В рамках государственного контракта разрабатывались технические и конструкторские решения по обращению с ОЯТ, отработавшими стержнями системы управления и защиты реактора СВБР-100 со свинцово-висмутовым теплоносителем. Все решения ориентированы на организацию топливного цикла с использованием имеющихся мощностей ОАО «ГНЦ НИИАР» и на применение полученных результатов при создании пристанционного ядерного топливного цикла. Оценена стоимость услуг по переработке и хранению ОЯТ и отработавших стержней системы управления и защиты реакторной установки СВБР. Дальнейшие работы в этом направлении должны завершить комплексное исследование возможности создания пристанционной схемы замыкания топливного цикла данной реакторной установки.

Модернизация и развитие научно-исследовательской и экспериментальной базы аналитического отдела радиохимического отделения

Важным направлением работ радиохимиков в 2012 году явилось комплексное развитие современных аналитических методов для обеспечения технологий замкнутого ядерного топливного цикла, радионуклидного производства и радиохимического обеспечения послереакторных исследований, проводимых в НИИАРе.

В рамках проекта «Создание полифункционального радиохимического исследовательского комплекса» в аналитическом отделе радиохимического отделения обновлено ядерно-спектро- метрическое оборудование по всему комплексу измерений, приобретены и приняты в эксплуатацию средства измерений – два многоканальных анализатора эмиссионных спектров (ООО «ВМК Оптоэлектроника», г. Новосибирск). В настоящее время проводится адаптация существующих методик измерений к новым анализаторам.

Принято решение о закупке масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой «NexIon 300S» и атомно-эмиссионного спектрометра «Optima 8300 DV», будут изготовлены специальные защитные боксы для работы с пробами высокой удельной активности.

Аккредитация аналитического отдела на техническую компетентность

Проведена работа по подготовке к аккредитации аналитического отдела на техническую компетентность при проведении измерений состава соединений с радиоактивными изотопами, в том числе с изотопами редкоземельных элементов и актинидов, а также урана и его соединений, смешанных соединений урана и плутония.

По результатам аудита комиссией экспертной организации ОАО «ВНИИНМ» подтверждено соответствие измерений в аналитическом отделе требованиям системы аккредитации и ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009, а аналитическому отделу радиохимического отделения выдан аттестат аккредитации сроком на пять лет.

                                                      а                                                                                          б

Документы, подтверждающие аккредитацию аналитического отдела: а – аттестат аккредитации; б – свидетельство о состоянии измерений

 

Проведённые модернизация оборудования и аккредитация

аналитического отдела являются частью большой работы по созданию исследовательской базы ОАО «ГНЦ НИИАР» для обоснования новой технологической платформы атомной энергетики.