vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-1-57-64vestift-721Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERПредварительный анализ возможности применения РЕМИКС-топлива в реакторах ВВЭР-1200 Белорусской АЭСPreliminary analysis of the possibility of using REMIX fuel in VVER-1200 reactors of the Belarusian NPPКазазянВ. Т.KazazyanV. T.

Казазян Ваган Тереникович – кандидат технических наук, доцент, заведующий лабораторией энергетического планирования, разработок технических норматиных актов, экспертного анализа материалов и научно-организационного обеспечения госпрограммы

д. Прилесье, 47/17, 223063, Луговослободской с/с, Минский район, Минская область

Vagan T. Kazazyan – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of Laboratory

47/17, Prilesye village, 223063, Lugovoslobodskaya village, Minsk District, Minsk Region 

jinpr@sosny.bas-net.byМалыхинА. П.MalykhinA. P.

Малыхин Алий Петрович – кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории энергетического планирования, разработок технических норматиных актов, экспертного анализа материалов и научно-организационного обеспечения госпрограммы

д. Прилесье, 47/17, 223063, Луговослободской с/с, Минский район, Минская область

Aliy P. Malykhin – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Leading Researcher

47/17, Prilesye village, 223063, Lugovoslobodskaya village, Minsk District, Minsk Region 

jinpr@sosny.bas-net.byВойтецкаяЕ. Ф.VaitsetskayaE. F.

Войтецкая Елена Федоровна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

д. Прилесье, 47/17, 223063, Луговослободской с/с, Минский район, Минская область

Elena F. Vaitsetskaya – Researcher of the Laboratory of Neutron Physics

47/17, Prilesye village, 223063, Lugovoslobodskaya village, Minsk District, Minsk Region 

rubin@sosny.bas-net.byДнепровскаяН. М.DneprovskayaN. M.

Днепровская Нина Михайловна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

д. Прилесье, 47/17, 223063, Луговослободской с/с, Минский район, Минская область

Nina M. Dneprovskaya – Researcher at the Laboratory of Neutron Physics

47/17, Prilesye village, 223063, Lugovoslobodskaya village, Minsk District, Minsk Region 

dneprnina@mail.ruРубинИ. Е.RubinI. E.

Рубин Исаак Ефимович – старший научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

д. Прилесье, 47/17, 223063, Луговослободской с/с, Минскийрайон, Минская область

Isaak E. Rubin – Senior Researcher at the Laboratory of Neutron Physics

47/17, Prilesye village, 223063, Lugovoslobodskaya village, Minsk District, Minsk Region 

rubin@sosny.bas-net.byТетереваН. А.TeterevaN. A.

Тетерева Наталья Александровна – научный сотрудник лаборатории нейтронной физики

д. Прилесье, 47/17, 223063, Луговослободской с/с, Минский район, Минская область

Natalia A. Tetereva – Researcher at the Laboratory of Neutron Physics

47/17, Prilesye village, 223063, Lugovoslobodskaya village, Minsk District, Minsk Region 

tetna@mail.ruОбъединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук БеларусиJoint Institute for Power and Nuclear Research – Sosny of the National Academy of Sciences of Belarus2022070420226715764Copyright © Казазян В.Т., Малыхин А.П., Войтецкая Е.Ф., Днепровская Н.М., Рубин И.Е., Тетерева Н.А., 20222022Казазян В.Т., Малыхин А.П., Войтецкая Е.Ф., Днепровская Н.М., Рубин И.Е., Тетерева Н.А.Kazazyan V.T., Malykhin A.P., Vaitsetskaya E.F., Dneprovskaya N.M., Rubin I.E., Tetereva N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/721

Переход от традиционного уранового к регенерированному топливу, в котором используются переработанное отработавшее топливо и обогащенный природный уран, позволяет повысить эффективность топливоиспользования и снизить объемы отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). На основе анализа опубликованных материалов, касающихся в основном топливных циклов реактора ВВЭР-1000, сделан вывод, что наиболее подходящим в условиях Республики Беларусь является использование РЕМИКС-топлива. Для подтверждения этого вывода по отношению к реакторам ВВЭР-1200 Белорусской АЭС в рамках Государственной программы «Наукоемкие технологии и техника» на 2021–2025 годы подпрограммы 3 «Научное обеспечение эффективной и безопасной работы Белорусской атомной электростанции и перспективных направлений развития атомной энергетики» проведены расчетные исследования. Получены характеристики 12-месячного топливного цикла при многократном рецикле (повторном использовании топлива) по РЕМИКС-технологии при обогащении добавляемого урана 19,75 % и сохранении проектной мощности и длительности кампании. Доля ОЯТ, которая не возвращается в реактор, составляет 12,8 % (для цикла с урановым топливом – 100 %); доля отходов, предназначенных для захоронения или долговременного хранения, соответственно уменьшается в 8 раз, а удельный расход природного урана сокращается с 202 г/(МВт·сут) для уранового топлива до 159 г/(МВт·сут) для РЕМИКС-топлива. Полученные результаты можно учесть при разработке стратегии топливоиспользования на Белорусской АЭС.

The transition from conventional uranium to regenerated fuel, which uses reprocessed spent fuel and enriched natural uranium, improves fuel efficiency and reduces the amount of spent nuclear fuel (SNF). Based on the analysis of published materials concerning mainly the fuel cycles of the VVER-1000 reactor, it was concluded that the most suitable in the conditions of the Republic of Belarus is the use of REMIX fuel. To confirm this conclusion in relation to the VVER-1200 reactors of the Belarusian NPP, computational studies were carried out within the framework of the State program “Scienceintensive technologies and equipment” for 2021–2025, subprogram 3 “Scientific support for the effective and safe operation of the Belarusian nuclear power plant and promising directions for the development of nuclear energy”. The characteristics of a 12-month fuel cycle with multiple recycling (reuse of fuel) according to the REMIX technology with 19.75 % enrichment of added uranium and maintaining the design capacity and duration of the campaign have been obtained. The share of SNF that is not returned to the reactor is 12.8 % (for a cycle with uranium fuel – 100 %); the fraction of waste intended for disposal or long-term storage, respectively, decreases by 8 times, and the specific consumption of natural uranium is reduced from 202 g/(MW·day) for uranium fuel to 159 g/(MW·day) for REMIX fuel. The results obtained can be taken into account when developing a fuel use strategy at the Belarusian NPP.

РЕМИКС-топливообогащенный природный уранпереработанное отработавшее топливотопливный циклрециклотработавшее ядерное топливоудельный расход природного уранаREMIX fuelenriched natural uraniumreprocessed spent fuelfuel cyclerecyclespent nuclear fuelspecific consumption of natural uraniumReferencesАдамов, Е.О. Переработка отработавшего ядерного топлива и рециклирование ядерных материалов в двухкомпонентной ядерной энергетике / Е. О. Адамов, Ю.С. Мочалов, В.И. Рачков // Атомная энергия. − 2021. − Т. 130, вып. 1. − С. 28–34.Adamov E.O., Mochalov Yu. S., Rachkov V.I. Spent Nuclear Fuel Reprocessing and Nuclear Materials Recycling in Two-Component Nuclear Energy. Atomic Energy, 2021, vol. 130, no. 1, pp. 29–35. https://doi.org/10.1007/s10512-021-00769-wОценка конкурентоспособности регенерированного уран-плутониевого РЕМИКС-топлива в тепловых реакторах / А.В. Матвеенко [и др.] // Атомная энергия. − 2021. − Т. 130, вып. 1. − С. 52–56.Matveenko A.V., Kharitonov V. V., Pavlov Yu. G., Ul’yanin Yu. A. Competitiveness Assessment of Regenerated Uranium-Plutonium Remix Fuel in Thermal Reactors. Atomic Energy, 2021, vol. 130, no. 1, pp. 57–62. http://doi.org/10.1007/s10512-021-00774-zАнализ перспективных направлений использования регенерированного урана и плутония в топливном цикле БелАЭС / А.В. Кузьмин [и др.] // Энергетическая стратегия. − 2020. − №2 (74). − С. 34–38.Kuz’min A. V., Kazazyan V.T., Kuz’mina N.D., Malykhin A.P., Kovalevich V. G. Analysis of promising directions for the use of reprocessed uranium and plutonium in the fuel cycle of the BelNPP. Energeticheskaya strategiya [Energy Strategy], 2020, no. 2 (74), pp. 34–38 (in Russian).Анализ возможности использования топлива на основе регенерата урана в ВВЭР / В.Н. Проселков [и др.] // Атомная энергия. − 2003. − Т. 95, вып. 6. − С. 422–428.Proselkov V.N., Aleshin S.S., Popov S.G., Sidorenko V.D., Slavyagin P.D., Tataurov A.L., Milovanov O.V., Mikheev E.N., Anan’ev Yu.A., Pytkin Yu.N., Pimenov Yu.V. Analysis of the Possibility of Using Fuel Based on Reclaimed Uranium in VVÉR Reactors. Atomic Energy, 2003, vol. 95, no. 6, pp. 829–834. http://doi.org/10.1023/b:aten.0000018995.09337.b5Использование регенерированного урана и плутония в тепловых реакторах / Ю.С. Федоров [и др.] // Атомная энергия. − 2005. − Т. 99, вып. 2. − С. 136–141.Fedorov Yu. S., Bibichev B.A., Zil’berman B.Ya., Kudryavtsev E. G. Use of regenerated uranium and plutonium in thermal reactors. Atomnaya energiya [Atomic Energy], 2005, vol. 99, iss. 2, pp. 136–141 (in Russian).Переработка облученного топлива: новые требования и инновационные подходы / И.А. Масленников [и др.] // Безопасность окружающей среды. − 2010. − №1. − С. 90–93.Maslennikov I.A., Fedorov Yu. S., Shadrin A.Yu., Zil’berman B.Ya., Babain V. A., Bibichev B. A. Processing of irradiated fuel: new requirements and innovative approaches. Bezopasnost’ okruzhayushchei sredy [Environmental Safety], 2010, no. 1, pp. 90–93 (in Russian).Анализ радиационных и теплофизических характеристик отработавшего РЕМИКС-топлива / С.В. Маковский [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерно-реакторные константы. − 2017. − Вып. 4. − С. 134–143.Makovskii S.V., Kuryndin A.V., Kirkin A. M., Sinegribov S.V. Analysis of the radiation and thermophysical characteristics of the spent REMIX fuel. Voprosy atomnoi nauki i tekhniki. Ser. Yaderno-reaktornye konstanty [Questions of Atomic Science and Technology. Ser. Nuclear Reactor Constants], 2017, iss. 4, pp. 134–143 (in Russian).Формирование поставок защищенного ядерного топлива на основе регенерированного урана для стран-реципиентов российских ядерных технологий / М. И. Федоров [и др.] // Известия вузов. Ядерная энергетика. − 2015. − №1. − С. 128–135.Fedorov M. I., D’yachenko A.I., Balagurov N.A., Artisyuk V.V. Formation of supplies of protected nuclear fuel based on reprocessed uranium for recipient countries of Russian nuclear technologies. Izvestiya vuzov. Yadernaya energetika [News of Higher Educational Institutions. Nuclear Energy], 2015, no. 1, pp. 128–135 (in Russian).Нейтронно-физические характеристики активной зоны ВВЭР-1000 со 100%-ной загрузкой топливом из регенерированного урана и плутония / А. М. Павловичев [и др.] // Атомная энергия. − 2006. − Т. 101, вып. 6. − С. 407–413.Pavlovichev A.M., Pavlov V.I., Semchenkov Yu. M., Kudryavtsev E.G., Fedorov Yu. S., Bibichev E.A. Neutronphysical characteristics of a VVÉR core with 100% load of reprocessed uranium and plutonium fuel. Atomic Energy, 2006, vol. 101, no. 6, pp. 863–868. http://dx.doi.org/10.1007/s10512-006-0182-5Анализ характеристик РЕМИКС-топлива при многократном рецикле в реакторах ВВЭР / В. М. Декусар [и др.] // Известия вузов. Ядерная энергетика. − 2013. − №4. − С. 109–117.Dekusar V. M., Kagramanyan V. S., Kalashnikov A.G., Kapranova E. N., Korobitsyn V. E., Puzakov A. Yu. Analysis of the characteristics of REMIX fuel with multiple recycle in VVER reactors. Izvestiya vuzov. Yadernaya energetika [News of Higher Educational Institutions. Nuclear Energy], 2013, no. 4, pp. 109–117 (in Russian).Радиационные характеристики РЕМИКС-топлива при многократном рецикле в реакторах ВВЭР-1000 / Д.В. Постоварова [и др.] // Известия вузов. Ядерная энергетика. − 2016. − №1. − С. 100–110.Postovarova D.V., Kovalev N. V., Onegin M. S., Bibichev B. A. Radiation characteristics of REMIX fuel during multiple recycle in VVER-1000 reactors. Izvestiya vuzov. Yadernaya energetika [News of Higher Educational Institutions. Nuclear Energy], 2016, no. 1, pp. 100–110 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.