22.06.2018
21.06.2018
20.06.2018
19.06.2018
17.06.2018
05.06.2018
05.06.2018
03.06.2018
03.06.2018
01.06.2018
Общая схема ядерного топливного цикла
 12.09.2012

Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) включает в себя добычу и переработку урановой руды, изготовление ядерного «топлива», осуществление цепной ядерной реакции в реакторе и переработку или захоронение отработанного ядерного топлива (см. рис. 5.1).

Общая схема ядерного топливного цикла

Большая часть мировых запасов урана сосредоточена в Канаде, Австралии и Африке. До распада СССР основные рудные районы страны находились в Казахстане и Средней Азии, в настоящее время главным российским предприятием по добыче и первичной переработке урановой руды является Стрельцовское месторождение в Забайкалье (Читинская область).
Добыча урана в настоящее время производится в основном методами подземного выщелачивания, тогда как раньше уран добывали в открытых карьерах или шахтах. Из руды методами флотации, сорбции, жидкостной экстракции выделяют чистую окись-закись U3O8.
При добыче и первичной переработке руды накапливаются большие объемы пустой породы и отходов флотационного обогащения - так называемые «хвосты». В «хвостах» может содержаться до 70% исходного количества радиоактивных веществ - U, Th, Ra и продуктов их распада. Пустая порода складируется на открытых площадках, а отходы в виде пульпы удаляются в пруды-отстойники, отработанные карьеры и другие естественные углубления, ограждаемые насыпями, но высохшая масса впоследствии может подвергаться выветриванию и вторичному перемещению воздушным и водным путями. Неблагоприятная экологическая обстановка сложилась в Читинской области на Забайкальском и Приаргунском горно-обогатительных комбинатах, где в хвостохранилищах накоплено около 60 млн м3 пустой породы с общей активностью более 0,6 МКи.
Следующий этап - изотопное обогащение урана, так как природного содержания 235U (0,7%) недостаточно для самоподдерживающейся цепной реакции деления. Атомную долю 235U и доводят до 2-4% с использованием различныx физических методов, например методом газового центрифугирования (после предварительного перевода урана в газообразный гексафторид UF6).
Изотопное обогащение урана по 235U - одна из наиболее технически сложных задач. Применяемые для этого высокие технологии доступны ограниченному числу стран (США, Канада, Великобритания, Франция, Нидерланды, Германия, Япония и Россия). Эти же страны, в основном, и занимаются производством собственно ядерного топлива.
Обогащенный уран затем снова переводят в твердую форму (UO2) и действием высокой температуры спекают в жаропрочные таблетки керамического типа. Таблетками заполняют рабочие стержни реактора - тепловыделяющие элементы (твэлы).