Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) представляет собой комплекс взаимосвязанных технологических процессов и промышленных предприятий, которые обеспечивают производство ядерной энергии. По сути, это цепочка операций, охватывающая все этапы — от добычи сырья до утилизации радиоактивных отходов.
Основные типы топливных циклов
В ядерной энергетике теоретически могут применяться два основных типа циклов: уран-плутониевый и торий-урановый. Их ключевое различие заключается в исходном сырье: для первого используется уран, а для второго — торий. Важной особенностью уран-плутониевого цикла является то, что в природном уране уже присутствует делящийся изотоп уран-235, который непосредственно используется для генерации энергии в реакторах.
Современное состояние и структура цикла
На сегодняшний день в мировой практике получил развитие и широкое применение исключительно уран-плутониевый ЯТЦ. Его становление во многом связано с использованием технологий и инфраструктуры, первоначально созданных для оборонных целей.
Полный ядерный топливный цикл включает в себя последовательные стадии:
- Добыча урановой руды и её переработка до оксида урана требуемой чистоты.
- Производство гексафторида урана (UF6).
- Обогащение урана по изотопу уран-235 для повышения его концентрации.
- Изготовление ядерного топлива, сборка тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) и тепловыделяющих сборок (кассет).
- Использование топлива для выработки энергии в ядерном реакторе.
- Временное хранение и транспортировка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).
- Переработка (регенерация) облучённого топлива с целью извлечения ценных компонентов.
- Производство вторичного (регенерированного) топлива.
- Обращение с радиоактивными отходами: их кондиционирование, перевод в твёрдую форму, безопасное хранение и окончательное захоронение.
Мировой рынок урана
Основными поставщиками урана на мировом рынке являются Канада (около 30% добычи), Австралия (21%) и ряд африканских стран (совокупно 18%). Среди ведущих уранодобывающих компаний можно выделить канадскую «Cameco» (в тексте, вероятно, опечатка «Сашесо»), французскую «Orano» (ранее «Cogema»), австралийскую «Energy Resources of Australia» (ERA), немецкую «Uranerz» и российский «Приаргунский горно-химический комбинат». Объём мировой добычи урана стабильно составляет порядка 35–40 тысяч тонн в год.