Atomenergiarendszerek nukleáris üzemanyagciklusának továbbfejlesztési lehetőségei

Tartalom

Előszó 13
Bevezetés 17
1, Az atomenergia szerepe az energiaigények kielégítésében 21
1.1. Uránforrások és -készletek 22
1.2. Az atomenergia-igények alakulása 31
2. A nukleáris üzemanyagciklus felépítése 44
2.1. Lehetséges nukleáris üzemanyagciklusok 44
2.2. Az atomerőművek általános műszaki jellemzői 47
2.2.1. Termikus reaktorral szerelt atomerőművek 47
2.2.2. Gyorsreaktorral szerelt atomerőművek 54
2.3. A nukleáris üzemanyagciklus legfontosabb egyéb elemei 59
2.3.1. Az uránércek bányászata és feldolgozása 59
2.3.2. Az urán izotópdúsítása 62
2.3.3. Fűtőelemgyártás 64
2.3.4. A kiégett üzemanyag újrafeldolgozása 70
2.3.5. A radioaktív hulladékok kezelése és végleges elhelyezése 76
2.3.6. Az üzemanyag reaktoron kívül eltöltött időtartama 82
3. Az atomerőművek üzemanyag-gazdálkodási jellemzői 84
3.1. A termikus reaktorral működő atomerőművek üzemanyaggazdálkodási jellemzői 84
3.1.1. Könnyűvizes reaktorral működő atomerőművek 84
3.1.2. Nehézvizes reaktorral működő atomerőművek 92
3.1.3. Nagy hőmérsékletű, gázhűtésű termikus reaktorral működő atomerőművek 95
3.1.4. A termikus reaktorral működő atomerőművek referenciaadatai 97
3.2. A gyorsreaktorral működő atomerőművek üzemanyag-gazdálkodási jellemzői 99
3.2.1. Tenyésztési tényező, tenyésztési nyereség 99
3.2.2. Hasadóanyag-duplázódási idő 107
3.2.3. A gyorsreaktorok üzemanyagciklus-vizsgálatakor figyelembe veendő paraméterek 111
3.2.3.1. LMFBR-rel működő atomerőművek 112
3.2.3.2. Gázhűtésű gyorsreaktorral működő atomerőművek 118
3.2.4. A gyorsreaktorai működő atomerőművek referenciaadatai 120
3.3. A különböző reaktorokban termelt plutónium jellemzői és
felhasználási lehetőségei 121
3.4. Következtetések az atomerőmű-rendszer lehetséges felépítési szempontjaira 127
4. Az atomenergia-rendszerek felépítésére vonatkozó elképzelések 130
4.1. Kezdeti elképzelések az atomenergia-rendszer kialakítására 131
4.2. Új szempontok és azok hatása az atomerőmű-rendszerek
célszerű kialakítására 135
4.2.1. Új, ill. megváltozott súlyú szempontok 135
4.2.2. A szóba jöhető atomenergia-rendszerek 137
4.3. Az újabb elképzelések részletesebb ismertetése 139
4.3.1. Gyors- és termikus reaktorok szimbiózisa 140
4.3.2. Egyéb üzemanyagciklusok vizsgálata 145
4.3.3. Az atomenergia-rendszerek nemzetközi szintű megoldásával kapcsolatos elképzelések 149
4.3.4. Az egyensúlyi feltételekhez vezető átmeneti rendszerek 156
5. Egyetlen reaktortípust tartalmazó atomerőmű-rendszer
üzemanyagciklusa (elméleti vizsgálat) 160
5.1. Az atomerőmű-rendszer teljesítőképességének időbeli
változása 160
5.2. A csak termikus reaktortípust tartalmazó atomerőműrendszer üzemanyag-gazdálkodása 163
5.2.1. Üzemanyag-gazdálkodás nyitott ciklus esetében 164
5.2.2. Üzemanyag-gazdálkodás zárt ciklus esetében 171
5.3. A csak gyorsreaktortipust tartalmazó atomerőmű-rendszer
üzemanyag-gazdálkodása 180
5.3.1. Egyensúlyi atomerőmű-rendszer 182
5.3.2. Nemegyensúlyi atomerőmű-rendszer 192
5.3.3. A rendszer felfutásához illesztett tenyésztési tulajdonságú . gyorsreaktorokat tartalmazó atomerőmű-rendszer 195
6. Egyetlen reaktortípust tartalmazó atomerőmű-rendszer
üzemanyag-gazdálkodása (számszerű elemzés) 200
6.1. Termikus reaktorokból felépített atomerőmű-rendszer
üzemanyag-gazdálkodási jellemzői 200
6.1.1. Nyitott ciklusú atomerőmű-rendszer 201
6.1.2. Zárt ciklusú atomerőmű-rendszer 203
6.2. Gyorsreaktorokból felépített atomerőmű-rendszer üzemanyag-gazdálkodási jellemzői 209
6.2.1. Általános megfontolások 209
6.2.2. Nemegyensúlyi atomerőmű-rendszer 211
6.2.3. A rendszer felfutásához illesztett tenyésztési tulajdonságú gyorsreaktorokat tartalmazó atomerőmű-rendszer 219
7. A vegyes atomerőmű-rendszer üzemanyag-gazdálkodása (elméleti vizsgálat) 226
7.1. Az egyensúlyi vegyes atomerőmű-rendszer megvalósításának alapesetei 226
7.2. Tenyészanyag-feleslegű szimbiotikus atomerőmű-rendszer 230
7.3. Tenyészanyag-hiányos szimbiotikus atomerőmű-rendszer 237
7.4. A megoldás matematikai kérdései 241
7.4.1. A megoldandó egyenletek különböző változatai 242
7.4.2. Megoldás zérus külső ciklusidő esetében 246
7.4.3. Megoldás zérustól eltérő külső ciklusidő esetében 258
7.5. Az eredmények elemzése 264
7.6. Az egyensúlyi vegyes atomerőmű-rendszer duplázódási
ideje és átlagos tenyésztési nyeresége 271
7.6.1. Megoldás a elvi határesetben 271
7.6.2. Közelítő megoldás rövid külső ciklusidő feltételezésével 274
7.7. Plutóniumhiányos vegyes atomerőmű-rendszer 282
7.7.1. Az üzemanyagciklus matematikai modellje 283
7.7.2. A mérlegegyenlet megoldása 289
8. A vegyes atomerőmű-rendszer üzemanyag-gazdálkodása
(számszerű elemzés) 293
8.1. A vegyes atomerőmű-rendszer tenyésztési tulajdonságai 293
8.2. A vegyes atomerőmű-rendszer összetétele 295
8.3. A vegyes atomerőmű-rendszer üzemanyag-hasznosítása 305
8.4. Reprocesszálási igény a vegyes atomenergia-rendszerben 313
9. Az átmeneti időszak atomerőmű-rendszerének üzemanyag-gazdálkodása (elméleti vizsgálat)
9.1. A lehetséges átmeneti modellek
9.2. Az átmeneti szakasz üzemanyag-forgalmának tipikus sémái 322
9.3. Az A séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 325
9.4. A B séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata
9.5. A C séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 534
9.6. A D séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 339
9.7. Az E séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 342
9.8. Az F séma S7Rrinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 346
3.3, A G séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 351
9.10. A H séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 352
9.11. A K séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 355
9.12. Az L séma szerinti üzemanyag-forgalom vizsgálata 359
10. Az atomenergetika hasszú távú programjának analízise az
üzemanyagciklus szempontjából 363
10.1. Kezdeti, ill. peremfeltételek 363
10.2. A csak termikus reaktorokat tartalmazó hosszú távú
atomenergetikai program üzemanyag-gazdálkodása 365
10.3. Szimbiotikus atomerőmű-rendszerhez vezető hosszú távú
program üzemanyag-gazdálkodása 370
10.3.1. A PROGNOZ program 370
10.3.2. Az átmeneti szakasz időtartama 372
10.3.3. Az átmeneti szakasz végén rendelkezésre álló szegényített urán mennyisége 373
10.3.4. A természetesurán-fogyasztás alakulása 375
10.3.5. Az izotópdúsítási igények alakulása 379
10.3.6. A raktárról fedezendő plutóniumszükséglet az átmeneti szakaszban 383
10.3.7. A reprocesszálási igények alakulása 384
10.3.8. Az átmeneti szakasz kezdési időpontjának hatása a
természetesurán-szükségletre 385
10.3.9. A külső ciklusidő hatása a természetesurán-szükségletre 387
10.4. Következtetések 389
Irodalomjegyzék 392
Rövidítések jegyzéke 420
Pontosabb mennyiségek jelölése 423
Fontosabb fogalmak jegyzéke 430

Témakörök