RU2005115875A - Система и способ разрушения радиоактивных отходов - Google Patents

Система и способ разрушения радиоактивных отходов Download PDF

Info

Publication number
RU2005115875A
RU2005115875A RU2005115875/06A RU2005115875A RU2005115875A RU 2005115875 A RU2005115875 A RU 2005115875A RU 2005115875/06 A RU2005115875/06 A RU 2005115875/06A RU 2005115875 A RU2005115875 A RU 2005115875A RU 2005115875 A RU2005115875 A RU 2005115875A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
reactor
reacted
fissile
neutrons
Prior art date
Application number
RU2005115875/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2313146C2 (ru
Inventor
Франческо ВЕННЕРИ (US)
Франческо ВЕННЕРИ
Алан М. БАКСТЕР (US)
Алан М. БАКСТЕР
Кармело РОДРИГЕС (US)
Кармело РОДРИГЕС
Дональд МАКИЧЕРН (US)
Дональд МАКИЧЕРН
Майк ФИКАНИ (US)
Майк ФИКАНИ
Original Assignee
Дженерал Атомикс (Us)
Дженерал Атомикс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Атомикс (Us), Дженерал Атомикс filed Critical Дженерал Атомикс (Us)
Publication of RU2005115875A publication Critical patent/RU2005115875A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2313146C2 publication Critical patent/RU2313146C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21GCONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/04Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
    • G21G1/06Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by neutron irradiation
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21GCONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21GCONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/04Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
    • G21G1/10Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by bombardment with electrically charged particles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S376/00Induced nuclear reactions: processes, systems, and elements
    • Y10S376/90Particular material or material shapes for fission reactors
    • Y10S376/901Fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S376/00Induced nuclear reactions: processes, systems, and elements
    • Y10S376/90Particular material or material shapes for fission reactors
    • Y10S376/904Moderator, reflector, or coolant materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Claims (21)

1. Способ превращения отработанного топлива из ядерного реактора, заключающийся в том, что разделяют отработанное топливо на компоненты, содержащие первый компонент, содержащий по меньшей мере один расщепляющийся изотоп, и второй компонент, содержащий по меньшей мере один нерасщепляющийся изотоп трансуранового элемента, помещают разделенные первый и второй компоненты в реактор, инициируют критическую самоподдерживающуюся реакцию деления в реакторе для превращения по меньшей мере части первого компонента и выработки прореагировавшего первого компонента и прореагировавшего второго компонента, разделяют прореагировавший первый компонент на фракции, включающие в себя трансурановую фракцию, содержащую по меньшей мере один нерасщепляющийся изотоп трансуранового элемента, повторно вводят трансурановую фракцию в реактор для дальнейшего превращения, размещают прореагировавший второй компонент на расстоянии от мишени расщепления, подвергают превращению прореагировавший второй компонент с помощью нейтронов из мишени расщепления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют первый компонент, который содержит плутоний239.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно формируют первый компонент в виде, по существу, сферических сердцевин, имеющих диаметр от около 270 до 330 мкм, чтобы минимизировать захват нейтронов плутонием239 в диапазоне энергий от около 0,2 до около 1 эВ.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно покрывают сердцевины керамическим покрытием.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно используют графитовый блок, в котором сформировано по меньшей мере одно отверстие, размещают покрытые сердцевины в отверстии, размещают блок и покрытые сердцевины в реакторе.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно размещают графитовый центральный отражатель в реакторе, используют множество графитовых блоков, в каждом из которых сформировано по меньшей мере одно отверстие, размещают покрытые сердцевины в по меньшей мере одном отверстии каждого блока, размещают блоки в реакторе в виде, по существу, кольцевой структуры, окружающей графитовый центральный отражатель.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй компонент содержит нерасщепляющийся изотоп трансуранового элемента для обеспечения стабильного отрицательного температурного коэффициента реактивности для безопасного управления ядерной реакцией, причем указанный элемент выбирают из группы, состоящей из плутония, америция, кюрия и нептуния.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно используют второй компонент в количестве, достаточном для приготовления неразведенной сердцевины второго компонента, имеющей диаметр около 1,50 мкм, разводят указанное количество второго компонента для приготовления, по существу, сферической сердцевины, имеющей диаметр от около 220 до 350 мкм.
9. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют циркуляцию гелия через реактор для регулирования температуры внутри реактора.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для превращения прореагировавшего второго компонента с помощью нейтронов из мишени расщепления используют ускоритель частиц для генерации пучка протонов, направляют пучок протонов для бомбардировки мишени расщепления протонами и генерации быстрых нейтронов.
11. Способ превращения нерасщепляющихся трансурановых элементов, заключающийся в том, что инициируют критическую самоподдерживающуюся реакцию деления для выработки первой совокупности быстрых нейтронов, замедляют первую совокупность быстрых нейтронов для выработки первой совокупности тепловых нейтронов, подвергают превращению первую часть нерасщепляющихся трансурановых элементов с помощью первой совокупности тепловых нейтронов, бомбардируют мишень расщепления пучком протонов для выработки второй совокупности быстрых нейтронов, замедляют вторую совокупность быстрых нейтронов для выработки второй совокупности тепловых нейтронов, подвергают превращению вторую часть нерасщепляющихся трансурановых элементов с помощью второй совокупности тепловых нейтронов.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что превращение второй части нерасщепляющихся трансурановых элементов с помощью второй совокупности тепловых нейтронов осуществляют после этапа превращения первой части нерасщепляющихся трансурановых элементов с помощью первой совокупности тепловых нейтронов.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что инициирование критической самоподдерживающейся реакции деления осуществляют с использованием расщепляющихся изотопов, отделенных от отработанного ядерного топлива.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно покрывают нерасщепляющиеся трансурановые элементы керамическим покрытием до этапа превращения первой части нерасщепляющихся трансурановых элементов, размещают покрытые нерасщепляющиеся трансурановые элементы в постоянном хранилище после этапа превращения второй части нерасщепляющихся трансурановых элементов.
15. Система для превращения отработанного топлива из ядерного реактора, содержащая средство разделения отработанного топлива на компоненты, включающие в себя первый компонент, содержащий по меньшей мере один расщепляющийся изотоп, и второй компонент, содержащий по меньшей мере один нерасщепляющийся изотоп трансуранового элемента, первый реактор для размещения разделенных первого и второго компонентов в ходе критической самоподдерживающейся реакции деления, причем реакция предназначена для превращения по меньшей мере части первого компонента и выработки прореагировавшего первого компонента и прореагировавшего второго компонента, средство для разделения прореагировавшего первого компонента на фракции, включающие в себя трансурановую фракцию, содержащую по меньшей мере один нерасщепляющийся изотоп трансуранового элемента, для дальнейшего превращения в первом реакторе, второй реактор для размещения прореагировавшего второго компонента, мишень расщепления, размещенную во втором реакторе, средство генерации пучка протонов для взаимодействия с мишенью расщепления для превращения прореагировавшего второго компонента с помощью нейтронов из мишени расщепления.
16. Система по п.15, отличающаяся тем, что первый реактор содержит массу графита для замедления нейтронов из реакции деления, и отношение массы графита к массе первого компонента в реакторе превышает 100:1.
17. Система по п.15, отличающаяся тем, что второй реактор содержит массу графита для замедления нейтронов мишени расщепления и отношение массы графита к массе прореагировавшего второго компонента в реакторе составляет менее 10:1.
18. Система по п.15, отличающаяся тем, что первый компонент содержит плутоний239.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что первый компонент сформирован в виде, по существу, сферических сердцевин, имеющих диаметр от около 270 до 330 мкм, для минимизации захвата нейтронов плутонием239 в диапазоне энергий от 0,2 до 1 эВ.
20. Система по п.19, отличающаяся тем, что сердцевины покрыты покрытием из карбида кремния.
21. Система по п.15, отличающаяся тем, что второй компонент содержит нерасщепляющийся изотоп трансуранового элемента, выбранного из группы, состоящей из плутония, америция, кюрия и нептуния.
RU2005115875/06A 2002-10-25 2003-10-21 Система и способ разрушения радиоактивных отходов RU2313146C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/281,380 US6738446B2 (en) 2000-02-24 2002-10-25 System and method for radioactive waste destruction
US10/281,380 2002-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005115875A true RU2005115875A (ru) 2006-01-27
RU2313146C2 RU2313146C2 (ru) 2007-12-20

Family

ID=32228762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005115875/06A RU2313146C2 (ru) 2002-10-25 2003-10-21 Система и способ разрушения радиоактивных отходов

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6738446B2 (ru)
EP (1) EP1573749B1 (ru)
JP (1) JP2006516160A (ru)
KR (1) KR100948354B1 (ru)
CN (2) CN101061552B (ru)
AT (1) ATE461518T1 (ru)
AU (1) AU2003286532A1 (ru)
DE (1) DE60331773D1 (ru)
ES (1) ES2341711T3 (ru)
HK (1) HK1080602B (ru)
RU (1) RU2313146C2 (ru)
WO (1) WO2004040588A2 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2806206B1 (fr) * 2000-03-08 2002-04-26 Commissariat Energie Atomique Procede d'incineration d'elements chimiques transuraniens et reacteur nucleaire mettant en oeuvre ce procede
FR2856837A1 (fr) * 2003-06-30 2004-12-31 Commissariat Energie Atomique Procede d'amelioration de la surete des systemes nucleaires hybrides couples, et dispositif mettant en oeuvre ce procede
US20060291605A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-28 Tahan A C Nuclear waste disposal through proton decay
US7832344B2 (en) * 2006-02-28 2010-11-16 Peat International, Inc. Method and apparatus of treating waste
US20090238321A1 (en) * 2008-03-20 2009-09-24 Areva Np Inc. Nuclear power plant with actinide burner reactor
US8475747B1 (en) * 2008-06-13 2013-07-02 U.S. Department Of Energy Processing fissile material mixtures containing zirconium and/or carbon
CN101325092B (zh) * 2008-07-31 2011-02-09 中国核动力研究设计院 用于钚焚烧及镎-237或镅-241嬗变的溶液堆
US20110080986A1 (en) * 2009-10-05 2011-04-07 Schenter Robert E Method of transmuting very long lived isotopes
FR2950703B1 (fr) * 2009-09-28 2011-10-28 Commissariat Energie Atomique Procede de determination de rapport isotopique de chambre a fission
KR101852481B1 (ko) 2010-02-04 2018-06-07 제너럴 아토믹스 모듈형 핵 분열성 폐기물 변환 원자로
CN102376376B (zh) * 2010-08-26 2014-03-19 中国核动力研究设计院 提高乏燃料溶液嬗变堆反应性和嬗变效果的堆芯设计方法
US20130114781A1 (en) * 2011-11-05 2013-05-09 Francesco Venneri Fully ceramic microencapsulated replacement fuel assemblies for light water reactors
CN102842345A (zh) * 2012-09-14 2012-12-26 南华大学 锝—99作为可燃毒物元件的应用
US11450442B2 (en) * 2013-08-23 2022-09-20 Global Energy Research Associates, LLC Internal-external hybrid microreactor in a compact configuration
US20150098544A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-09 Anatoly Blanovsky Sustainable Modular Transmutation Reactor
US10685757B2 (en) * 2017-03-31 2020-06-16 Battelle Memorial Institute Nuclear reactor assemblies, nuclear reactor target assemblies, and nuclear reactor methods
CN107146641A (zh) * 2017-05-11 2017-09-08 中国科学院近代物理研究所 核能系统和控制核能系统的方法
TWI643208B (zh) * 2017-07-27 2018-12-01 行政院原子能委員會核能研究所 Mo-99放射性廢液處理系統
CN109949960B (zh) * 2017-12-20 2023-01-03 中核四0四有限公司 一种密度不合格mox燃料芯块返料回收方法
RU2680250C1 (ru) * 2018-04-13 2019-02-19 Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" Активная зона ядерного реактора
JP7184342B2 (ja) * 2019-02-28 2022-12-06 国立研究開発法人理化学研究所 ビーム標的およびビーム標的システム
EP4148162A1 (de) * 2021-09-13 2023-03-15 Behzad Sahabi Beschichtungsverfahren und vorrichtung zum ausbilden einer barriereschicht zur erhöhung der impermeabilität und korrosionsbeständigkeit, beschichtung und gebinde zur einbettung und versiegelung radioaktiver körper für die endlagerung, sowie verfahren zur herstellung des gebindes

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3649452A (en) * 1968-03-28 1972-03-14 Atomic Energy Commission Nuclear reactor fuel coated particles
US4780682A (en) 1987-10-20 1988-10-25 Ga Technologies Inc. Funnel for ion accelerators
US4987007A (en) 1988-04-18 1991-01-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing a layer of material from a laser ion source
JPH073474B2 (ja) * 1990-07-13 1995-01-18 動力炉・核燃料開発事業団 放射性廃棄物の消滅処理方法
US5160696A (en) 1990-07-17 1992-11-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Apparatus for nuclear transmutation and power production using an intense accelerator-generated thermal neutron flux
US5513226A (en) * 1994-05-23 1996-04-30 General Atomics Destruction of plutonium
US6233298B1 (en) 1999-01-29 2001-05-15 Adna Corporation Apparatus for transmutation of nuclear reactor waste
US6472677B1 (en) * 2000-02-24 2002-10-29 General Atomics Devices and methods for transmuting materials
RU2169405C1 (ru) * 2000-03-30 2001-06-20 Закрытое акционерное общество "НЭК-Элтранс" Способ трансмутации долгоживущих радиоактивных изотопов в короткоживущие или стабильные
RU2212072C2 (ru) * 2001-05-07 2003-09-10 Валентин Александрович Левадный Способ трансмутации радиоактивных отходов и устройство для его осуществления
CN1182543C (zh) * 2003-04-04 2004-12-29 清华大学 一种乏燃料后端处理一体化的方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003286532A1 (en) 2004-05-25
KR100948354B1 (ko) 2010-03-22
ATE461518T1 (de) 2010-04-15
DE60331773D1 (de) 2010-04-29
AU2003286532A8 (en) 2004-05-25
CN102013278A (zh) 2011-04-13
EP1573749B1 (en) 2010-03-17
KR20050070086A (ko) 2005-07-05
HK1080602B (zh) 2010-10-29
WO2004040588A3 (en) 2007-06-14
EP1573749A2 (en) 2005-09-14
JP2006516160A (ja) 2006-06-22
EP1573749A4 (en) 2009-01-14
WO2004040588A2 (en) 2004-05-13
CN101061552B (zh) 2011-11-02
ES2341711T3 (es) 2010-06-25
HK1080602A1 (en) 2006-04-28
US20030156675A1 (en) 2003-08-21
RU2313146C2 (ru) 2007-12-20
CN101061552A (zh) 2007-10-24
US6738446B2 (en) 2004-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2005115875A (ru) Система и способ разрушения радиоактивных отходов
Hu et al. Minor actinide transmutation on PWR burnable poison rods
Tuyle et al. Accelerator-driven subcritical target concept for transmutation of nuclear wastes
Grand The use of high energy accelerators in the nuclear fuel cycle
MacLean et al. Irradiaton of Metallic and Oxide Fuels for Actinide Transmutation in the ATR
Salvatores et al. Review and proposals about the role of accelerator driven systems nuclear power
Nishihara et al. Transmutation of 129I using an accelerator-driven system
Haidon et al. Modulation of tetravalent actinide oxalate morphology through organic compounds
Umasankari et al. Types of nuclear reactors
Guidez et al. Phenix: the irradiation program for transmutation experiments
Rodriguez et al. Deep burn transmutation of nuclear waste
Al Qahtani et al. Resonance Self-shielding Impact on Neutron Spectrum Determination for Missouri S and T Reactor
Kulikov et al. Physical particularities of nuclear reactors using heavy moderators of neutrons
Cockcroft Scientific problems in the development of nuclear power
Harries The transmutation of radioactive reactor waste
Giovanni et al. Deep-Burner DB-MHR: physics and computation
Venneri et al. Development of the accelerator-driven energy production concept
Fioni et al. Transmutation of {sup 241} Am in a high thermal neutron flux
MERGUI et al. The place of EOLE, MINERVE and MASURCA facilities in the R&D Activities of the CEA.
Lisowski Spallation processes for neutron production in accelerator systems
JPH0611585A (ja) 燃料棒
Bergeron et al. Plutonium consumption and transmutation of neptunium or americium in the MHTGR core
Harteck et al. Glass Fibers in Nuclear Reactor Technology
Van Tuyle Safety characteristics of potential waste transmutation systems
Sasa et al. A neutronics and burnup analysis of the accelerator-driven transmutation system with different cross section libraries

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131022