Обогащение урана - Беккер Е.
Скачать (прямая ссылка):
Еще одно существенное для газовой диффузии обстоятельство связано с задержкой получения лицензии на строительство новых ядерных реакторов вблизи газодиффузионного завода, необходимых для независимого и надежного снабжения его электроэнергией. Если эта задержка велика, то промежуток вре-. мени между обращением за лицензией и вводом в строй этих реакторов может оказаться больше 7 лет, необходимых для строительства газодиффузионного завода.
Быстрый рост стоимости питающего сырья, которая в 1978 г. составляла уже половину стоимости обогащенного урана с концентрацией 3,2 %, привел к необходимости новой оптимизации концентрации отвала.
Решение 1977 г. о строительстве «присоединенного» завода США приведет к снижению концентрации отвала до 0,25 % (при повторном использовании плутония и урана) или 0,20 % (без повторного использования плутония)
[3.280], тогда как в 1975 г. предсказывалось, что без этого строительства концентрация отвала должна быть равной 0,37 или 0,29 % [3.269]. В будущем при добавлении к существующему газодиффузионному заводу дешевых ступеней большего размера (см. рис. 3.31) можно снизить концентрацию отвала до> 0,18 % [3.270] или до еще меньшего значения.
Промышленная зрелость. Постоянное совершенствование газодиффузионной технологии гарантирует малую степень риска при выборе метода для расширения разделительных мощностей [3.291]. Каждый элемент оборудования подвергался испытаниям в течение многих лет в условиях промышленной эксплуатации, время его жизни велико и хорошо известно. Очень высокий коэффициент использования оборудования (свыше 99 % [3.268, 3.292]) был продемонстрирован в течение более чем 10 лет. Календарные сроки строительства дополнительной разделительной мощности также хорошо известны. Можно было бы, например, в 1979 г. принять решение о дополнительном увеличении разделительной мощности на 9 млн. кг ЕРР/год, которая была бы полностью введена в строй в 1986 г. В случае новой технологии сроки такого строительства пришлось бы увеличить на несколько лет.
Нераспространение ядерного оружия и международный контроль. Газо-диффузиоиная технология разделения была использована пятью постоянными
178
членами Совета Безопасности ООН для производства высокообогащенного 235U, необходимого для обеспечения их национальных программ безопасности. И хотя условия такого производства теперь хорошо известны, из всех технологий имеющих время установления равновесия, достаточно короткое для того, чтобы из природного урана получить не дольше, чем за год, обогащенный до необходимых для военных целей концентраций уран, газовая диффузия продолжает быть одной из таких технологий разделения, которые обеспечивают наименьшую опасность распространения ядерпого оружия. Поскольку элементарный коэффициент обогащения очень мал, для создания каскада высокого обогащения требуется несколько тысяч ступеней, и такой каскад будет стоить очень дорого даже при низкой годовой производительности. При проектировании и строительстве газодиффузиониого завода для производства урана, обогащенного более чем до 90%, требуются длительные и напряженные исследовательские и опытно-конструкторские разработки. Для эксплуатации и содержания такого-завода требуется также опыт, приобретаемый только в результате длительного обучения. При этом технологические проблемы даже обостряются, когда производительность завода понижается. Головные ступени должны быть таких небольших размеров, что они не могут быть получены перестройкой схемы завода, спроектированного для производства слабообогащенного урана, поскольку этот завод состоит из ступеней крупного размера. Кроме того, газодиффузионную ступень нельзя разделить на работающие параллельно разделительные элементы меньшего размера, которые можно перестраивать в каскад высокого обогащения простым видоизменением их коммуникаций. Поэтому международный контроль за газодиффузионным заводом, спроектированным для производства слабо обогащенного урана, осуществляется легче, чем в случае некоторых других методов разделения. Возможность контроля за обогащением урана на газодиффузионном заводе неразрушающими методами без доступа к самому потоку газообразного гексафторида урана и без знаиия условий эксплуатации всех заводов была исследована с точки зрения инспектирующего персонала [3.293]. Если разрешается доступ к извлекаемым потокам, то можно также оценивать газосодержание завода [3.294].
При сравнении газовой диффузии с другими методами разделения изотопов в связи с необходимостью обеспечивать прогнозируемые потребности ядерной энергетики следует полностью учитывать все указанные выше технические, экономические и политические факторы.
ГЛАВА 4 ,
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ «
• - ' - Iу
Суббарамайер
Идея использования гравитационного или центробежного поля для разделения смеси газов с различной молекулярной массой возникла давно: эксперименты с этой целью были выполнены Бре-
дигом в Германии еще в 1895 г. [4.1а]. Сразу же после открытия
существования изотопов было предложено применить этот метод для их разделения. В 1919 г. Астон и Линдеман [4.16] предполо-
