核燃料がロシアの都市をどのように移動するか。短いコメント

最近、チューメンのジャーナリストが、使用済み核燃料を輸送するために彼らの街で見つかったワゴンの写真についてコメントするように私に近づきました。私は彼らに簡単に話しました、そしてそれからこのSNFが何であるかについてe1.ruの私のコラムでより詳細に（私が以前にたくさん話しそして詳細に話しました！）、それがどこからそしてどこから私たちから運ばれるかについてもっと詳しく話しました国では、それが大都市の中心にどのように行き着くことができ、それがどれほど危険である可能性があるか。これは、私が通常Habréで公開している詳細な記事に引き込まれないようにしますが、小さな表面的なレビューとしても役立つ場合があります。





チューメン駅で使用済み核燃料を搭載した車の写真。写真：Tyumen BC / Vk.cm



基本から始めましょう。原子力発電所は燃料としてウランを使用しています。しかし、そこではどのような形で使用され、どのようにしてそこに到達するのでしょうか。ウラニウムは採掘され、必要な同位体であるウラニウム-235が濃縮されます。次に、それらは望ましい化学形態、つまり二酸化ウランの形態になります。



次に、二酸化ウラン粉末は、それぞれ約4.5グラムのセラミック錠剤に焼結されます。ペレットは燃料要素（燃料棒）に集められます。燃料要素は、燃料アセンブリの燃料アセンブリ、または燃料アセンブリに組み立てられます。そして、すでにこれらのカセットはリアクターにロードされています。

典型的なVVER-1000リアクターには163の燃料アセンブリがあります。



年に約1回、燃料の20％が原子炉から降ろされ、新しいものと交換されます。したがって、このような各カセットは、平均して約5年間リアクター内で動作します。したがって、年間約15〜20トンの燃料が原子炉から降ろされます。そして、彼らの輸送には、Tyumenで見つかったのとほぼ同じ4台の車が必要です。



反応器での運転中、わずか数パーセントのウランのごく一部が燃料中で燃焼します。ええと、それは文字通り燃えるわけではありません、それは従来の化石燃料発電所との類推による、まさにそのような用語です。以前は、原子炉でさえ、類推によってボイラーと呼ばれていました。実際には、ウランの一部は核分裂の連鎖反応の結果として単に崩壊し、いわゆる核分裂片がそれから形成されます-新しいより軽い要素。主に放射性。



他の反応の結果として、新しい重原子の一部、いわゆるマイナーアクチニド（アメリカ、ネプツニウム、クリウム）が燃料に現れます。これらの新しい要素はすべて、燃料の特性を悪化させ、放射性廃棄物として分類することができます。ただし、必要に応じて、それらを選択して使用することもできます。



燃料の他の部分、そしてこれはその質量の90％以上であり、残りのウラン、主に核反応に関与しなかった同位体238です。そして、新しい要素であるプルトニウムがあります。このウランとプルトニウムは、必要に応じて利用可能であれば、燃料として再利用できます。蜂蜜の樽（燃料）と軟膏のハエ（廃棄物）の話のように、それは判明しました。

さらに、これは軟膏で飛ぶ、すなわち。廃棄物は、燃料の特性を大幅に変化させ、放射線毒性が高くなります。



ドレッシングガウンと手袋（彼はノボシビルスクの工場でこのように触れた）以外の深刻な保護なしに新鮮な核燃料を拾い上げてその隣に置くことができる場合、蓄積されたガンマエミッターのために使用済み燃料がそのような放射電力を生成します彼の隣の人は数分で致命的な用量を受け取るでしょう。しかし幸いなことに、あなたはただ彼に近づくことはできません。使用済み核燃料を使用するすべての操作は、放射線から保護する水のあるプール内でリモートで実行されます。





新鮮な核燃料の検査。ソース。



しかし、使用済み燃料はどうですか？ 2つのグローバルな戦略的アプローチがあり、原子力発電所があるさまざまな国は、どちらか一方を順守します。使用済みの核燃料は何もする必要がなく、汚れる必要もないと信じられている場所では、原子炉から完全に取り出された形で廃棄するだけです。



たとえば、ロシア、フランス、イギリス、日本のどこかで、この樽の中でタールを蜂蜜から分離できると信じられています。これらの国々には、使用済み燃料をリサイクルする技術があります。このリサイクルにより、貴重な成分を抽出して再利用できるため、天然資源を節約できます。また、埋設する廃棄物の量を数百回削減することも可能です。結局のところ、今や撤退は蜂蜜の樽全体ではなく、それだけが軟膏の中を飛んでいます。さらに、この廃棄物の寿命は、特別な原子炉に搭載された場合、数千倍、最大数百年に短縮される可能性があります。



そのため、ロシアには、他のいくつかの国と同様に、使用済み燃料を再処理するためのプラントがあります。歴史的に、これはChelyabinsk地域のOzerskのMayakPOで行われます。そのプロセスは、ソビエト時代にプラントが建設された核兵器用のプルトニウムを入手するプロセスと非常に似ているというだけです。しかし、マヤックでは、すべての原子力発電所の燃料が処理されるわけではありません。最も一般的な原子炉からのその主要なボリュームは、これまでロシアで処理されていませんが、蓄積されています。



現在、Rosatomは、原子力発電所からの燃料を、クラスノヤルスク地域のゼレズノゴルスク市にある鉱業および化学コンバインの集中保管施設に運ぶという概念を実装しています。この植物は、マヤックのように、ソビエトの原子プロジェクトの時代に、原子兵器を作成するために期限内に建設された10の閉鎖された原子都市の1つで作成されました。



わかりました、彼らがどこから取っているのかはわかりますが、どこからですか？



Tyumenの写真から判断すると、写真にはVVER-1000リアクターから燃料を輸送するためのワゴンとコンテナがあります。これは、ロシアおよびソビエト後の宇宙における原子力発電所用の最も一般的なタイプの原子炉です。そして世界では、そのような加圧水反応器が最も普及しています。ロシアでは、VVER-1000は11の原子力発電所のうち4つで稼働しています。彼らはBalakovskaya、Kalininskaya、Novovoronezhskaya、Rostov原子力発電所で働いています。



ロシア西部の原子力発電所から東部のシベリアの貯蔵および将来の処理ポイントに向かう途中で、コンテナがどのようにしてチューメンに到着したかは明らかです。全国に1本の幹線が​​あります-Transsibです。彼らはそれに沿ってTyumenと私の母国のYekaterinburgを旅します。



そのような輸送は危険ですか？

使用済み燃料自体は非常に放射性であるという事実にもかかわらず、それを輸送するために適切な安全対策が講じられています。まず、燃料が原子炉から降ろされた後、それは特別な冷却プールでさらに数年間ステーションに保管されます。そこでは、短命の同位体の崩壊のために、その活性は著しく低下します。たとえば、最初の年には100回落ちます。これは、この燃料からのバックグラウンドとその熱放出も減少することを意味します。はい、原子炉から降ろされてから数年経っても、燃料は暖まり続けます。



そのような暴露の後、使用済みの核燃料はすでに貯蔵施設に送られるか、または再処理される可能性があります。このような危険物の輸送のために、特別なワゴンとコンテナから特別な保護輸送および包装キット（TUK）が開発されました。これは単なる金属タンクではなく、制御センサーを備えた複雑な多層複合構造であり、総重量は100トンを超えます。 VVER-1000燃料の輸送用のTUK-13は、最大12個の燃料アセンブリまたは最大6トンの燃料を収容できます。そして、そのような容器の隣で、あなたは危険な線量の危険を冒すことなく、すでに落ち着いて立つことができます。ガンマ線と中性子放射の両方をブロックします。





VVER-1000原子炉燃料の輸送用の自動車輸送機およびコンテナTUK-13。写真-ポータルFTP-Yarb2030.rf



しかし、それは放射線防護だけではありません。このような容器は、事故が発生した場合でも、気密性が失われないように設計されているため、有害物質が流出することはありません。コンテナは、コンクリートへの落下、障害物との衝突、火災、水没に耐えるように設計およびテストされています。



あなたはそのようなコンテナの特性の外国のテストとデモンストレーションのビデオフレームを見ることができます：





またはロシアの裁判の場合（0:50から）：





したがって、Transsibによるそのような商品の輸送は脅威を引き起こしません。100トンのコンテナを盗むのは簡単ではなく、特別な機器や条件がないと開けることができず、脱線したり爆破したりすることは無意味です。このために設計されています。



最後に2つの結論を述べたいと思います。良いことも悪いことも。



良いものから始めましょう。原子力発電所が稼働するために毎年必要とする20トンの燃料の数字を思い出させてください。これは、Yekaterinburgのような100万を超える都市に1年間、電力と部分的に熱を供給するのに十分です。同じ容量の石炭プラントの場合、20ではなく、数百万トンの燃料が必要になります。その一部は、燃やされると、文字通りパイプに飛び出して肺に落ち着き、大気にCO2を追加して、地球規模の気候変動に影響を及ぼします。そして、これらの数百万トンは、同じ鉄道に沿って、同じ都市を経由して輸送する必要があります...したがって、年に1回、核燃料を使用して4台の鉄道車両を輸送する方がおそらくより安全です。



そして悪い結論は、放射性物質と核燃料の輸送のためのすべての安全対策にもかかわらず、輸送事故のリスクが残っているということです。しかし、それらは他のものとより大きな関係があります。ロシアでは、年間最大8億トンの危険物（爆発性、可燃性、有毒物質）が輸送されています。そして、控えめに言って、それらのすべてが放射性物質のような耐久性のある容器で輸送されるわけではありません。したがって、すべての輸送の安全性を向上させ、大都市周辺の貨物列車のバイパスルートを構築し、一般にインフラストラクチャ、科学、技術、教育、その他の重要な公的機関に投資する必要があります。そうすれば、人々は核の話を含むさまざまなホラーストーリーを恐れなくなり、私たち全員がより簡単で快適に暮らせるようになります。



ビデオボーナス。



このトピックについては、YouTubeチャンネルの動画を録画しました。ここには、もう少し視覚的な資料があります。参照してください、購読してください、そうすれば、私はおそらくもっとそのようなビデオや記事をするでしょう：





独立した研究のために使用ソースへの参照や材料：



1. FSUE「MCC」でSNF管理のためのクラスタの開発

2.放射性物質の輸送。ベローナの報告

3.熱反応器からの使用済み核燃料

4.放射性廃棄物管理の問題のレビュー。サロフ。

5.使用済み核燃料用の容器。松。

6.使用済み核燃料およびRW管理におけるOJSCAtomenergomashの機会モスクワ2013年10月VII国際フォーラムAtomEco20137

。SNFの長期保管のためのソリューションの統合のためのツールとしてのロシアのNPPのSFAの管理のためのコンテナ技術の開発のためのプログラム マカルチュクM.Yu. アフォニュチンJSCFCNRS。ATOMEXPO-2015 2015年6月1日〜3日

8. SNF輸送のためのセットや容器包装のデザイン。

9. NPPの放射性成分：取り扱い、処理、封じ込め