俄罗斯拓荒乏核燃料后处理商场

放射性废物和乏核燃料的处理和贮存无疑是俄罗斯核工业面对的重大问题之一。整个职业，特别是俄罗斯原子能公司，长期以来一向在评论所谓“关闭燃料循环”。从本质上讲，这个术语描绘了一个体系。在这个体系中，发电后发生的乏核燃料首要进一步进行铀和钚的提取，然后被作为新的燃料从头引进体系。可用元素的提取能够通过几种不同的办法完结，如传统的后处理法，或将某些资料引进快中子反应堆。虽然俄罗斯原子能公司运用前者作为首要技能，但后者也在研讨。

例如，在VVER-1000反应堆中，新的TVS-2M燃料规划，替代了旧的UTVS燃料组件。2018年头，伊朗现已与JSC TVEL(俄罗斯原子能公司的子公司)达成协议，从2020年起向他们的Bushehr-1核电站供给这种新式燃料。印度库丹库拉姆核电站的第一批两个VVER机组也预备从2021年开端运用该类核燃料。

传统的后处理包含将乏核燃料溶解在酸液中，并通过化学办法将铀和钚从其他高档放射性废物中分离出来。从理论上讲，这一进程中发生的铀和钚可用于出产新的核燃料。作为后处理进程的副产品，高浓度放射性废物在历史上导致了一系列问题。盛放酸液的化学槽被污染，反而使放射性废物的总量添加。

在俄罗斯，民用核电站乏核燃料的后处理是在乌拉尔南部的马亚克化工联合企业的RT-1设备进行的。该厂坐落车里雅宾斯克，邻近居住着约100万人。马雅克化工联合企业开端是为苏联核兵器出产钚而制作的。马雅克于1948年开端出产兵器级钚，助力苏联第一颗核弹的出产，并在1949年进行了实验。

马雅克也是1957年不为人知的“Kyshtym”核事端的发生地。其时，贮存数万吨融解乏核燃料罐子的冷却体系发生了爆破，随同发生的放射性云层污染了乌拉尔东部的广阔区域。Kyshtym核事端的规划仅次于切尔诺贝利和福岛，在国际地震协会的七级评分中被评为6级。自那次事端以来，还发生了几起不太严峻的事端。

马雅克的RT-1后处理设备于1977年开端运转，是现在仅有的民用核燃料后处理设备。该设备只能处理来自VVER-440反应堆和比里比诺核电站反应堆的乏核燃料，其年处理量为400吨。因为俄罗斯仅有的后处理设备依然无法处理来自RBMK型反应堆的乏核燃料，并且在2016年才开端处理VVER-1000型反应堆的废物，因而俄罗斯核电站的大部分(80%至90%)乏核燃料被暂时贮存在核电站周边。这些乏核燃料有的贮存在乏燃料池中，有的贮存在中心贮存设备中，有的贮存在西伯利亚中部热列兹诺戈尔斯克矿厂和化工联合企业的VVER-1000燃料中心贮存设备里。

从VVER-440中发生的乏燃料经再加工用于RBMK反应堆，但来自RBMK的核燃料无法后处理。这是因为直到最近，对RBMK乏核燃料的后处理一向被认为是不经济的，因为其质量和浓缩度都很低。但是，在曩昔的几年里，俄罗斯现已取得了技能上的前进，使其有利可图。现在正在测验的新办法假如成功，将在热列兹诺戈尔斯克投入运用，那里存放着来自RMBK反应堆的乏核燃料。

在20世纪70年代，人们认为后处理的钚将被用于快速增殖反应堆，这一技能在其时看似遥遥无期。一些国家具有很多的钚，他们期望跟着核技能的开展，从头将这些钚加以运用。在一些当地，通过特别改造的压水式反应堆能够运用钚燃料运转。例如坐落贝洛亚尔斯克的BN-600反应堆，该反应堆开端是作为运用钚燃料的快速增殖反应堆。

除了本国乏核燃料，俄罗斯还在协助其他国家处理的乏核燃料。原因是多方面的：其一，俄罗斯能够通过处理乏核燃料盈余。只需处理过的乏核燃料，才干满意在来历国存储的条件。特别是关于那些境内具有苏联年代的核反应堆的国家来说，俄罗斯原子能公司是一个很好的合作伙伴，也是市场上仅有能够随时处理来自旧式苏联反应堆乏核燃料的公司。

其二，从旧式苏联反应堆乏核燃料中能够提取燃料。例如，乌克兰与俄罗斯签订了一份合同，答应乌克兰将其乏核燃料交付给俄罗斯原子能公司进行后处理。乌克兰有五个苏联规划的核电站，其间四个仍在运转，总共有15个运转中的反应堆。每年，乌克兰在后处理协议方面的费用约为2亿美元。只需该协议还在实行，乌克兰就不用为贮存自己出产的乏核燃料而操心。但合同还约好，在规则的时刻内，俄罗斯将把后处理发生的玻璃化放射性废物运回乌克兰，既定时刻开端是2018年。归根到底，乌克兰应该预备好处理和贮存这些资料，包含玻璃化的高浓度放射性废物，但依据2018年Bellona的一份陈述，乌克兰还远未预备好。最近的音讯标明，乌克兰核组织Energoatom将制作一个新的综合体来贮存国内的乏核燃料。但直到2021年头，该设备的制作没有开端。

除了乌克兰，还有一些国家亟需乏核燃料后处理。因为现在国际上只需俄罗斯、法国和英国三个国家具有商业反应堆乏核燃料的后处理设备，国际上大部分国家或许在不久的将来都会面对这一问题。俄罗斯原子能公司表明，他们现已开宣布所谓的关闭式燃料循环，正在运转中，虽然它也供认，现在的形式远非最佳。

几年前，俄罗斯原子能公司估量，现在从核后处理中收回的铀和钚的体系，最多只能收回大约21%的乏轻水反应堆燃料。剩余的79%的铀-238有必要被妥善贮存。他们也正在开发新的核燃料循环，力求有用运用轻水反应堆乏核燃料总能量的77%。但是，现在还不清楚详细发展怎么。在后处理进程中，乏核燃料的放射性水平的确降低了，但废物的总量却添加了。俄罗斯原子能公司完成关闭式燃料循环的项目被称为“Proryv”，意为“打破”。依据公司总干事利哈乔夫的说法，这项技能需求像BN-800或BN-1200这样的快中子反应堆。利哈乔夫在2017年9月底表明，俄罗斯在这一范畴处于领先地位，而MBIR(多用途钠冷快中子反应堆)正在开发中。

正在德米特罗夫格勒制作的MBIR将是朝着“Proryv”项目迈出的一步。俄罗斯原子能公司将为MBIR制作一个核燃料出产设备，即坐落西伯利亚化工厂的布列斯特OD-300反应堆。该项目包含一个燃料出产/再加工模块，用于出产高密度铀钚;一个带有BREST反应堆的核电站;以及一个旧燃料收回模块。BREST-OD-300的核电站将成为实验性动力综合体的一部分。实验性动力综合体的一部分，即ODEK，正在制作。整个项目估计于2026年竣工。

在2017年于伦敦举办的国际核协会研讨会上，柳德米拉-扎利姆斯卡娅介绍了俄罗斯原子能公司现在正在开发的关闭式核燃料循环的三种计划，其间提及的Tenex公司是俄罗斯原子能公司的核燃料循环产品供货商。

第一种计划是在现有的核电站中收回铀和钚。铀用于RBMK反应堆，钚用于BN-800快速反应堆。第二种计划是所谓的REMIX核燃料循环。REMIX燃料直接由来自旧燃料后处理的未分离的收回铀和钚混合而成，能够用于轻水反应堆。运用过的REMIX燃料能够重复进行再加工和循环运用。第三种状况是一个由两部分组成的核电体系，包含轻水反应堆和快速堆。在这种状况下，来自轻水反应堆的旧燃料通过后处理，铀在同一反应堆中循环运用，钚则在快速堆中循环运用。扎利姆斯卡娅弥补说，俄罗斯预备向没有此类技能的国家供给从燃料供应到废燃料再处理的“全套服务”。她弥补说，乏核燃料的数量将持续添加，到2050年全国际将到达约100万吨。她说，从这些废旧燃料中提取的铀和钚将足认为至少140个1GW轻水反应堆供给60年的燃料。“考虑怎么将今日的担负变成名贵的资源是有意义的”。

简而言之，俄罗斯原子能公司在全球范围内打开核电站的竞标，或许进一步为其制作的反应堆争夺燃料再处理合同。他们直抒己见，后处理是完成核物质的与自然界的交流，终究还会向自然界偿还他们从中获取的放射性物质。