ПОТРЕБНОСТЬ В ТРИТИИ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА В ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРАХ

Б. В. Иванов, С. С. Ананьев

Аннотация


Потребление трития в термоядерном реакторе оценивают ~56 кг на 1 ГВт в год. Его количество зависит от мощности реактора, параметров плазмы и используемых технологий. Для формирования начального запаса тритий можно производить в ядерных реакторах. В настоящей статье проанализирована потребность в тритии при развитии термоядерной энергетики. Показано, что потребность в разных сценариях превышает текущие производственные возможности и запасы. Представлен обзор производства трития в PWR (США). Описаны литиевые поглощающие стержни, этапы внедрения технологии. Показано, что производство трития в реакторе, ограниченное 1,5 кг/год, не привело к изменению его работы и безопасности. Отработка технологии продолжалась ~15 лет. Внедрение подобных технологий возможно в ВВЭР и РБМК. Список лит. 22 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Kalinowski M. International control of tritium to prevent horizontal proliferation and to foster nuclear disarmament. — Sci. Global Sec., 1995, v. 5, № 2, p. 131—203.

McMorrow D. Tritium. Rep. JSR-11-345 by JASON the MITRE Corp., 2011.

Pearson R. Tritium supply and use: a key issue for the development of nuclear fusion energy. — Fus. Engng Des., 2018, v. 136, p. 1140—1148.

Busigin A., Sood S. Optimization of DTRF performance: effects of key process variables. — Nucl. J. Canada, 1987, v. 1, № 4, p. 368—371.

Song K. Introduction to WTRF. Korean Nuclear Society. 27—28 October, 2005.

Abdou M. Physics and technology considerations for the deuterium-tritium fuel cycle and conditions for tritium fuel self sufficiency. — Nucl. Fus., 2021, v. 61, № 1, p. 013001.

Schwenzer J. Operational tritium inventories in the EU-DEMO fuel cycle. — Fus. Sci. Techn., 2022, v. 78, № 8, p. 664—675.

Ananyev S. Analysis of promising technologies of DEMO-FNS fuel cycle. — Fus. Engng Des., 2020, v. 161, p. 111940.

Leonard B. A review of fusion—fission (hybrid) concepts. — Nucl. Techn., 1973, v. 20, № 3, p. 161—178.

Велихов Е.П. Гибридный термоядерный реактор-токамак для производства топлива и электроэнергии. — Атомная энергия, 1978, т. 45, вып. 1, с. 3—9.

Manheimer W. Civilization needs sustainable energy — fusion breeding may be best. — J. Sustain. Dev., 2022, v. 15, № 2, p. 98.

Velikhov E. Nuclear energy system based on fission and fusion reactors is strategic line of nuclear power engineering development — Problems Atomic Sci. Techn. Ser. Thermonucl. Fus., 2017, v. 40, № 4, p. 5—13.

Ananyev S.S., Ivanov B.V., Kukushkin A.S. e.a. The concept of tritium fuel cycle for a tokamak-based fusion neutron sources in the Russian Federation. — In: Techn. Meeting EVT2103079 on Synergies between Nuclear Fusion Technology Developments and Advanced Nuclear Fission Technologies. Viena: IAEA, 2022.

Zerrifi H. The Environmental, Health, Budgetary and Strategic Effects of the DoE’s Decision to Produce Tritium. Rep. Institute for Energy and Environmental Research, 1996, p. 13.

Review of Environmental Considerations for Production of Tritium at Watts Bar Nuclear Plant. Radiological Impacts. 704 TPBAR Core. Tennessee Valley Rep., 2014.

Grainger A. Accelerator Production of Tritium at the Savannah River Site. Environmental Impact Statement (DOE/EIS-0270D), 1997.

Lamb J. TVA Watts Bar Nuclear Plant, Units 1 and 2. A notice by the NRC US — Federal Register Notices, 2019, v. 84, № 28, p. 3259—3263.

Tritium Production Core. Rep. NDP-98-181(Revision 1), Westinghouse Electric Comp., 1999.

Lindner C. Transport and Disposal of TPBAR at the Tritium Extraction Facility. US DOE Rep. № WSRC-MS-2004-00840, 2005.

Senor D. Design and Fabrication of In-Reactor Experiment to Measure Tritium Release from LiAlO2. Pacific Northwest National Laboratory, Germantown, 2013.

Белозеров В.И., Жук М.М., Кузина Ю.А. и др. Физика и эксплуатационные режимы реактора ВВЭР-1000. Монография. М., НИЯУ МИФИ, 2014.

Khoshahval F. Evaluation of burnable absorber rods effect on neutronic performance in fuel assembly of WWER-1000 reactor. — Ann. Nucl. Energy, 2016, v. 87, p. 648—658.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.