Термоядерные реакторы в перспективной системе атомной энергетики

Виктор Юрьевич Бландинский; Дарья Сергеевна Кузенкова; Екатерина Викторовна Родионова; Станислав Анатольевич Субботин; Сергей Викторович Цибульский; Татьяна Дмитриевна Щепетина

Термоядерные реакторы в перспективной системе атомной энергетики

Виктор Юрьевич Бландинский, Дарья Сергеевна Кузенкова, Екатерина Викторовна Родионова, Станислав Анатольевич Субботин, Сергей Викторович Цибульский, Татьяна Дмитриевна Щепетина

Аннотация

Рассмотрена альтернативная существующей концепция расширения топливной базы атомной энергетики по делящимся изотопам за счёт наработки ²³³U из ²³²Th в бланкетах термоядерных реакторов. Показаны преимущества новой концепции, такие как существенное снижение рисков загрязнения окружающей среды за счёт низкой радиоактивности перерабатываемого топлива. Рассмотрено несколько сценариев наработки и использования нового делящегося изотопа в реакторах с тепловым спектром нейтронов (типа ВВЭР) и показана возможность замыкания топливного цикла в системе тепловых реакторов с термоядерным источником нейтронов по тяжёлым ядрам.

Ключевые слова

ядерная энергетика, замкнутый ядерный топливный цикл, уран, торий, изотопы, термоядерный источник нейтронов, гибридный термоядерный реактор.

Полный текст:

PDF

Литература

World Energy Outlook 2021 [Текст] // IEA, 2021.

Energy Outlook 2020 [Текст] // BP, 2020.

Проект АЭС-2006 [Электронный ресурс]. – (http://atomenergoprom.ru/u/file/npp_2006_rus.pdf).

Кучумов, А.Ю. Концепция безопасности проекта «ВВЭР-ТОИ» [Текст] / А.Ю. Кучумов, А.Ю. Алаев // Росэнергоатом. -- 2011. -- № 4.

Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года [Электронный ресурс]: утв. распоряжением Правительством РФ 9 июня 2020_г. № 1523-р. – (minenergo.gov.ru)

Shadrin, A. Dissolution of Irradiated Nuclear Fuel in Carbon Dioxide Medium // [Text] / A. Shadrin, A. Murzin, V. Romanovsky [et. al.] // Proceedings of GLOBAL 2005. -- Tsukuba, Japan. – 2005, Oct 9 – 13. -- Paper No. 128.

Nuclear power and sustainable development [Electronic resource] // , IAEA, 2016. – (https://www.iaea.org/publications/11084/nuclear-power-and-sustainable-development).

Велихов, Е.П. Приемлемость замыкания топливного цикла ядерной энергетики [Текст] / Е.П. Велихов, А.О. Гольцев, В.Д. Давиденко, А.В. Ельшин, А.А. Ковалишин, Е.В. Родионова, В.Ф. Цибульский // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. – 2021. -- Т. 44, вып. 1. – С. 5 – 12.

Адамов, Е.О. Достижение радиационной эквивалентности при обращении с радиоактивными отходами ядерной энергетики [Текст] / Е.О. Адамов, И.Х. Ганев, В.В. Орлов // Атомная энергия. – 1992. -- Том 73, вып. 3.

Красная Книга об урановой добыче [Электронный ресурс] // МАГАТЭ. – (atomicexpert.com› page1636668).

MCNP -- User Guide: MCNP -- a General Monte Carlo N-Particle Transport Code. Version 5/X-5 Monte Carlo Team. LA-UR-03-1987. Los Alamos National Laboratory, April 24, 2003.

Андрианова, Е.А. Влияние гибридной термоядерной установки, работающей в системе реакторов деления и синтеза, на топливный цикл [Текст] / Е.А. Андрианова, Е.В. Родионова, С.А. Субботин, Т.Д. Щепетина, А.В. Гурин, Н.А. Коваленко // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика ядерных реакторов. – 2021. -- Вып.1. -- С. 23 – 30.

Андрианова, Е.А. Исследование влияния исходного сырья на характеристики системы реакторов деления и синтеза [Текст] / Е.А. Андрианова, Е.В. Родионова, Т.Д. Щепетина, С.В. Цибульский, А.В. Гурин, Н.А. Коваленко // Вопросы атомной науки и техники Сер. Физика ядерных реакторов. – 2022. -- Вып. 2. -- С. 15 – 24.

Велихов, Е.П. Ядерная энергетическая система с реакторами деления и синтеза – стратегический ориентир развития отрасли [Текст] / Е.П. Велихов, М.В. Ковальчук, В.И. Ильгисонис, В.В. Игнатьев, В.Ф. Цибульский, Е.А. Андрианова, В.Ю. Бландинский // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. – 2017. -- Т. 40, вып. 4. -- С. 5 -- 13.

Цибульский, В.Ф. Энергетические перспективы термоядерного синтеза [Текст] / Бландинский В.Ю., Давиденко В.Д., Зинченко А.С., Моряков А.В., Родионова Е.В., Чукбар Б.К., Цибульский В.Ф. // Атомная энергия. – 2020. – Т. 128. – № 1. – С. 37 -- 40.

Цибульский, В.Ф. Фундаментальные основы формирования эффективной структуры замкнутого топливного цикла атомной энергетики [Текст] / В.Ф. Цибульский, Е.А. Андрианова, В.Д. Давиденко, Е.В. Родионова, С.В. Цибульский // Атомная энергия. – 2016. -- Т. 120, вып.5. – С. 243 – 248.

Курчатов, И.В. О возможности создания магнитных термоядерных реакторов [Текст]: собрание научных трудов / И.В. Курчатов. -- М.: Наука, 2012. – Том 5. -- С. 78 -- 81.

Алексеевский, Л.Д. Поиск возможной структуры стационарной системы будущей ядерной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом на основе исследования нуклидных балансов [Текст] / Л.Д. Алексеевский // ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов. – 2008. -- Вып. 2. – С. 21 -- 26.

Blandinskiy, V.Yu. Calculations of spent fuel isotopic composition for fuel rod from VVER440 fuel assembly benchmark using several evaluated nuclear data libraries [Text] / V.Yu. Blandinskiy, A.A. Dudnikov // Kerntechnik. – 2018. -- Vol. 83, No. 4. – P. 325 -- 330.

Дудников, А.А. Программа моделирования изотопной кинетики в многокомпонентных структурах ядерной энергетики «ISTAR» [Электронный ресурс]: свидетельство о государственной регистрации ПрЭВМ, рег. № 2020619218 от 13.08.2020 / А.А. Дудников. – (https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=43889370).

Blandinskiy, V. Neutron balance in two-component nuclear energy system [Text] / V. Blandinskiy // Kerntechnik. – 2019. – Vol. 84, No. 4. – С. 346 -- 350.

Савандер, В.И. Физическая теория ядерных реакторов. Ч. 2. Теория возмущений и медленные нестационарные процессы [Текст]: учеб. пособие / В.И. Савандер, М.А. Увакин. -- М.: НИЯУ МИФИ, 2013. – 152 с.