MOX-топливо (англ. Mixed-Oxide fuel) — ядерное топливо, содержащее несколько видов оксидов делящихся материалов. В основном термин применяется для смеси оксидов плутония и природного урана, обогащённого урана или обеднённого урана, которая ведёт себя в смысле течения цепной реакции сходно (хотя и не идентично) с оксидом низкообогащённого урана. MOX может применяться как дополнительное топливо для наиболее распространённого типа ядерных реакторов: легководных на тепловых нейтронах. Однако более эффективное использование MOX топлива — сжигание в реакторах на быстрых нейтронах[1].
Применение переработки ОЯТ и использование выделенного плутония в виде MOX-топлива в тепловых реакторах позволяет снизить необходимость в уране на величину до 30%.
Содержание оксида плутония в MOX составляет от 1,5 до 25-30 весовых %.
Одним из привлекательных свойств MOX-топлива является то, что при его производстве могут необратимо утилизироваться излишки оружейного плутония, которые в противном случае являлись бы радиоактивными отходами[2][3][4] или могли бы использоваться для создания ядерного оружия. Подобная утилизация предполагалась в рамках соглашения об утилизации плутония между США и Россией, но в значительных объёмах не проводилась.
Также MOX топливо можно получать путём переработки облучённого топлива с энергетических реакторов. В процессе переработки из него выделяются изотопы плутония, например, для топлива после достаточно длительной кампании почти две трети приходится на изотопы Pu-239 и Pu-241 (делящиеся в реакторах на тепловых нейтронах), а около трети — Pu-240[5][6]. Из-за столь высокого содержания 240 изотопа, плутоний, полученный путём переработки топлив, не может быть использован для изготовления надёжных и предсказуемых ядерных зарядов[7][8]. В то же время МАГАТЭ придерживается консервативных принципов и требует для такого плутония (даже в составе MOX-смеси) столь же высокого уровня защиты, как и для материалов прямого использования (англ. direct use material), например обогащённого плутония, урана-233, высокообогащённого по 235 урана[9][8][10].
Применение MOX-топлива в существующих реакторах требует отдельного лицензирования, иногда требуется некоторая доработка реакторов, например, введение большего числа управляющих стержней. Часто MOX-топливо составляет от трети до половины от всего топлива, так как большие количества требуют значительных изменений или специально спроектированного реактора. Всего четыре блока в США спроектированы на полную загрузку MOX, три блока System-80 PWR на крупнейшей в стране АЭС Пало-Верде (Тонопа, Аризона) и строящийся блок в штате Вашингтон[11]. Ни один реактор в США не имел соответствующей лицензии на 2007 год[12].
Около 40 реакторов на тепловых нейтронах в Европе (Бельгия, Швейцария, Германия, Франция) имеют лицензию на использование комбинации обычного и MOX топлива[13] и ещё 30 находятся в процессе лицензирования. Фактически у многих из них около трети топлива может составлять MOX, но некоторые могут работать и на 50% MOX. До Фукусимской катастрофы, Япония планировала начать использование MOX на трети своих реакторов (изначально - к 2010), и утвердила план по строительству блока ABWR, использующего до 100% MOX в Ома. От всего используемого ныне ядерного топлива MOX составляет около 2%[уточнить][14].
В реакторах на тепловых нейтронах может достигаться 30%-е выгорание плутония из состава MOX-топлива[13].
Плутоний составляет порядка 1% от облучённого ядерного топлива. Приблизительное изотопное соотношение: Pu-239 52%, Pu-240 24%, Pu-241 15%, Pu-242 6%, Pu-238 2%. Все они либо делящиеся материалы, либо могут быть превращены в делящиеся в процессе трансмутации. Pu-242 требует трёх нейтронов, а так-же 2 протонов, чтобы стать, например, Кюрием-245[13].
К недостаткам его использования относится более нестабильное состояние топлива, гораздо более жесткие требования к режимам охлаждения и регулирования реактора.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .