21) Классификация тн.

Требования:

- ядерно-физические (малые сечения захвата нейтронов, требуемые замедляющие свойства; высокая радиационная стойкость; минимальная активация при прохождении через активную зону);

- физико-химические (малое коррозионное воздействие этих веществ на конструкционные материалы; минимальные эффекты взаимодействия между участвующими в теплообмене теплоносителями);

- теплофизические (возможность получения высоких температур в целях повышения КПД установки; высокая интенсивность теплоотдачи; соответствующие ;

- малые затраты мощности на прокачку теплоносителя.

Виды:

- жидкий ТН: вода/водяной пар (легкая, тяж.); металл (Na, K, Pb+Bi); соли.

- г/о (СО2, Не, воздух).

22) ОЯТ

Отработанное я́дерноето́пливо (ОЯТ) — извлеченные из активной зоны тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ) или их группы, тепловыделяющие сборки ядерных реакторов атомных электростанций и других установок (исследовательских, транспортных и прочих). Топливо относят к отработанному, если оно более неспособно эффективно поддерживать цепную реакцию.

Облучённое ядерное топливо, в отличие от свежего, имеет значительную радиоактивность за счёт содержания большого количества продуктов деления и имеет свойство саморазогреваться на воздухе до больших температур и после извлечения из активной зоны реактора выдерживается 2—5 лет в бассейне выдержки (ВВЭР) или на периферии активной зоны реактора (реактор БН-600). После уменьшения остаточного энерговыделения топлива его отправляют на хранение, захоронение или переработку ОЯТ. На некоторых АЭС имеются долговременные хранилища ОЯТ или специальные контейнеры для сухого хранения тспловьдсляющих сборок (ТВС) в среде инертного газа (гелий) или воздуха. Для безопасного сухого хранения отработанных твэлов в течение 40 лет температура их защитных оболочек из сплава циркония не должна превышать 623 К. Стоимость данного типа хранения вдвое ниже, чем в бассейнах.

Совокупность технологических операций, которые начинаются с выгрузки и промежуточного хранения ОЯТ, зависит от вида ядерного топливного цикла (ЯТЦ). Конечной стадией в ОЯТЦ является захоронение ОЯТ, которые в данном случае классифицируются как радиоактивные отходы (РАО), в стабильные гсологичсскис формации. Захоронение высокоактивных РАО предполагает размещение их в хранилище без последующего изъятия при условии полной изоляции от биосферы. В ЗЯТЦ используется переработка топлива – извлечение РА изотопов.

Еще одним способом захоронения является остекловывание.

23. Коррозионные эффекты плутониевого топлива.

Окисная коррозия металлического плутония.

Металлический плутоний подвержен коррозии в больше степени, чем металлический уран при той же температуре. Он медленно окисляется в сухом воздухе при 50 и образует защитную плёнку из PuO. Во влажной атмосфере окисная плёнка образуется быстрее. Чем выше влажность, тем выше скорость коррозии.

СО₂ в контакте с металлическим плутонием может разлагаться в СО или С₂, которые образуют PuC при наличии избытка металлического плутония.

Плутоний медленно реагирует с азотом и водородом при достаточно высоких температурах (более 200 ).

Образовавшая окисная плёнка предотвращает коррозию, однако при её растрескивании происходит скачкообразное увеличение скорости коррозии.

Окисная коррозия уран-плутониевого топлива.

Коррозия смешанного уран-плутониевого топлива происходит с образованием окисной защитной плёнки из PuO, через некоторое время или при повышении влажности происходит растрескивание плёнки и ускорение коррозии.

Известно, что кислород, водяной пар, СО₂, N₂ и Н₂ взаимодействуют со смешанным уран-плутониевым оксидным, карбидным и нитридным топливом при определенных условиях. Усовершенствованное топливо на основе (U, Рu)О₂ обладает лучшим сопротивлением процессам коррозии и окисления в воде и кислороде по сравнению с (U, Рu)С, (U, Рu)N.