Гибридные системы на основе токамака для наработки топлива и утилизации отработавшего ядерного топлива

Э. А. Азизов, Г. Г. Гладуш, А. В. Лопаткин, И. Б. Лукасевич

Аннотация


Рассматривается влияние на скорость трансмутации долгоживущих актиноидов внутренних элементов токамака при различных теплоносителях. Методом Монте-Карло рассчитываются ядерные реакции как в гомогенной модели бланкета, так и в конкретных конструкциях бланкета. Нейтронно-физические расчеты гомогенной модели бланкета показали, что поглощение нейтронов центральным столбом токамака и их замедление бериллиевым покрытием снижают скорость трансмутации до 35% первоначальной в наиболее эффективном случае использования свинцового теплоносителя. При использовании воды в качестве теплоносителя это влияние незначительно. В гетерогенной модели бланкета при использовании водного хладагента необходимо к актиноидам добавлять плутоний (50% на 50%). Использование свинца в качестве теплоносителя увеличит скорость трансмутации актиноидов без использования плутония. В этом случае на гибридном реакторе-токамаке JUST-T можно будет перерабатывать отработавшее ядерное топливо более чем 10 ВВЭР-1000.

Полный текст:

PDF

Литература


Белая книга ядерной энергетики. Под ред. Е.О. Адамова. М., НИКИЭТ, 2001.

Солонин М.И. Состояние и перспективы развития ядерной энергетики России. - Атомная энергия, 2003, т. 94, вып. 1, с. 31-36.

Велихов Е.П., Глухих В.А., Гурьев В.В. и др. Гибридный термоядерный реактор-токамак для производства делящегося топлива и электроэнергии. - Атомная энергия, 1978, т. 45, вып. 1, с. 3-9.

Parish T., Davidson J. Reduction in the toxicity of fusion product wastes through transmutation with deuterium-tritium fusion neutrons. - Nucl. Technol., 1980, v. 47, p. 324.

Peng Y., Cheng E. Magnetic fusion driven transmutation and power production in fusion reactor. - Fus. Technol., 1996, v. 30, p. 1654.

Qiu L., Wu Y., Xiao B. e.a. A low aspect ratio tokamak transmutation system. - Nucl. Fus., 2000, v. 40, p. 629.

Stacey W. Capabilities of DT tokamak fusion neutron source for driving a spent nuclear fuel transmutation reactor. - Ibid., 2001, v. 41, p. 135.

Azizov E., Arefiev Yu., Gladush G., Dokuka V. e.a. The VNS concept on the base of tokamak JUST-T for transmutation of minor actinides. - Plasma Devices and Operations, 2003, v. 11, p. 279-286.

Azizov E., Arefiev Yu., Buzhinskij O. e.a. Plasma-physical and electrophysical aspects of the compact stationary neutron source on the basis of tokamak. - Ibid., 2005, v. 13, p. 167-175.

Азизов Э.А., Гладуш Г.Г., Докука В.Н. и др. Использование компактных токамаков в качестве источника нейтронов для решения проблем ядерной энергетики. - Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2009, вып. 3, с. 3-9.

Noack K., Rogov A., Anikeev A. e.a. The GDT-based fusion neutron source as driver of a minor actinides burner. - Ann. Energy, 2008, v. 35, p. 1216-1222.

Кутеев Б.В., Хрипунов В.И. Современный взгляд на гибридный термоядерный реактор. - Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез, 2009, вып. 1, с. 3-40.

Гладуш Г.Г., Родионов Н.Б., Родионова В.П. Тепловые расчеты бланкета гибридного токамака-реактора для трансмутации минорных актинидов. - В сб.: Всерос. семинар «Физические и технические аспекты объемного источника термоядерных нейтронов для материаловедческих, технологических исследований, испытаний и трансмутации минорных актинидов». Звенигород, 14-19 июня 2010 г., с. 35-36.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.