21-22 ноября 2022 года в Сочи на площадке центра "Сириус" прошёл XII
Международный форум "АТОМЭКСПО-2022". В форуме приняли участие свыше
3000 специалистов и гостей из России, а также 65 стран ближнего и дальнего
зарубежья: представителей бизнеса, государственных структур,
международных организаций.
В рамках форума было организовано несколько круглых столов. Один из них был
посвящён вопросам сырьевого обеспечения атомной энергетики.
Российский подход
Характерная особенность современного этапа развития отрасли - рациональный
подход к использованию природных урановых ресурсов. Центрифужные
технологии сделали реальным и коммерчески эффективным дообогащение
отвального урана, а технологии переработки позволяют извлекать и возвращать
в цикл уран-регенерат из ОЯТ.
Вторичные источники уже сегодня помогают сократить расход природного
урана для эксплуатации АЭС, но основной прорыв в деле эффективности
использования урана ожидается после широкого внедрения замкнутого
ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ).
Владислав Корогодин, директор по управлению ЖЦ ЯТЦ и АЭС
госкорпорации "Росатом", кратко изложил на круглом столе принятый в
"Росатоме" подход к ОЯТ:
• на долю урана в ОЯТ приходится примерно 96%, причём содержание
урана-235 в таком уране может доходить до 1%; после извлечения из ОЯТ
регенерированный уран будет предназначаться для использования в качестве
топлива в тепловых реакторах;
• плутоний (1,2%) пойдёт на нужды начальных загрузок топлива быстрых
реакторов, а также частично в топливо для тепловых реакторов для сокращения
расхода природного урана;
• младшие актиниды (0,035% Am, 0,05% Np, 0,006% Cm) получат разную
судьбу; нептуний и америций будут дожигаться в быстрых реакторах, а кюрий
отправится на хранение лет на 70 (в результате распада будет образовываться
плутоний-238, отличный материал для ядерных батареек);
• короткоживущая фракция РАО в виде цезия и стронция (2,5%) будет
витрифицироваться и после 30-90 лет выдержки направляться на
приповерхностное захоронение;
• остатки ОЯТ (Zr, Al, Cr, Ni, Fe, Pb..., всего 0,15%) будут захоронены как
среднеактивные отходы.
Уран и плутоний в России
При таком подходе на плутоний возлагаются две задачи, и первые шаги к такому
его использованию в России уже сделаны.
На МОКС-топливо переведён быстрый натриевый реактор БН-800. Сейчас таким
топливом загружено 93% активной зоны реактора, а в 2023 году ожидается
100%-ная загрузка. Переход на МОКС-топливо означает, что только для БН-800
экономия по природному урану составит в год более 300 тонн.
Для тепловых реакторов в России рассматриваются различные варианты
использования плутония. Докладчик остановился на проекте ВВЭР-С, первый
блок по такому проекту должен появиться на Кольской АЭС к 2034 году.
Это реактор со спектральным регулированием и КВ порядка 0,7. В соответствии
с требованиями к проекту реактор ВВЭР-С будет способен работать на 100%-ной
загрузке по МОКС-топливу.
Регенерированный уран сегодня имеет широкое применение в России для
тепловых реакторов. С начала 90-ых годов регенерат используется при
изготовлении топлива для РБМК. Сначала это был регенерат с малым
содержанием урана-232, а с 2020 года содержание урана-232 в
регенерированном топливе РБМК была увеличена до 5 ppb
(миллиардная
доля, частиц на миллиард).
Новое допустимое содержание урана-232 в регенерированном топливе для
РБМК примерно вдвое превышает содержание данного изотопа в "исходном"
уране, извлекаемом из ОЯТ. Нужно учитывать, что при обогащении
регенерированного урана 232-ой изотоп уходит в обогащённый урановый
продукт, а не в отвал. В будущем в России запланированы работы по очистке
регенерата от урана-232 центрифужным способом.
"Росатом" также активно занимается тематикой применения регенерата в
реакторах ВВЭР. Сегодня регенерат в рамках опытных программ используется
на Кольской (ВВЭР-440) и Калининской (ВВЭР-1000) АЭС. После 2027 года
планируется широкое внедрение регенерата на блоках с реакторами ВВЭР-1200.
По млалшим актинидам Владислав Корогодин отметил, что первые опытные
работы по их дожиганию на БН-800 стартуют уже в 2024 году.
Уран из Казахстана
Замыкание ядерного топливного цикла - шаг неизбежный с точки зрения
ресурсного обеспечения атомной энергетики. Но пока замыкание только
начинается, и атомная отрасль по-прежнему нуждается в притоке природного
урана.
Крупнейшим в мире производителем и продавцом урана является АО "НАК
"Казатомпром", напомнил собравшимся на круглом столе
Аскар
Батырбаев, главный директор по коммерции казахстанской компании.
После аварии на Фукусиме на урановом рынке образовался переизбыток
предложения. По этой причине в 2018 году "Казатомпром" принял новую
долгосрочную стратегию - производить урана не столько, сколько компания
может, а столько, сколько на самом деле нужно рынку.
Аналогичные меры приняли и другие основные поставщики урана, что в
конечном итоге позволило оздоровить и восстановить рынок, привести баланс
спроса и предложения в положение, благоприятствующее как производителям,
так и потребителям урана.
У "Казатомпрома" сегодня есть 14 добычных предприятий, основная часть из
которых - совместные предприятия с партнёрами из России, Канады, Франции,
Китая и Японии.
При этом "Казатомпром" не стоит на месте. Как подчеркнул Аскар Батырбаев,
казахстанская компания является крупнейшим производителем урана в
последние 10 лет, у "Казатомпрома" самая экологически чистая технология
добычи урана (методом подземного скважинного выщелачивания).
Разведанные запасы урана в Казахстане составляют 125 тысяч тонн, а ресурсы
оцениваются примерно как 785 тысяч тонн, что примерно эквивалентно 30 годам
производства при сохранении нынешних темпов добычи.
Одной только добычей урана "Казатомпром" не намерен ограничиваться. В 2021
году, как известно, на базе Ульбинского завода УМЗ был введён в эксплуатацию
завод по производству ТВС, первые партии тепловыделяющих сборок уже
поставлены в Китай. У компании есть и другие компетенции в области ядерного
топливного цикла.
