Отработавшее ядерное топливо - это извлеченные из активной зоны тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ) или их группы, тепловыделяющие сборки ядерных реакторов атомных электростанций и других установок
В большинстве современных реакторов ТВЭЛ представляет собой тонкостенную трубку из различных сплавов циркония, в которой находятся «таблетки» соединения урана различной степени обогащения, длиной 3 м и около 1-3 см диаметром, снабженную на концах заглушками, обеспечивающими герметичность ТВЭЛа и его крепление в ТВС.
ОЯТ имеет значительную радиоактивность за счет содержания большого количества продуктов деления и имеет свойство саморазогреваться на воздухе до больших температур и после извлечения из активной зоны реактора выдерживается 2-5 лет в бассейне выдержки (ВВЭР) или на периферии активной зоны реактора.
После уменьшения остаточного энерговыделения топлива его отправляют на хранение, захоронение или переработку.
Более 90 % потенциальной энергии остается в ОЯТ даже после 5 лет работы в реакторе.
В США в ОЯТ накапливается 850 т/год изотопов на основе трансурановых элементов.
По энергетическому эквиваленту это составляют 1 % от мировых запасов природного газа.
Благодаря огромному потенциалу воспроизводства в реакторах на быстрых нейтронах энергия переработанного ОЯТ может быть огромная.
Технологии переработки ОЯТ:
- PUREX ( позволяет получить компоненты ядерного оружия):
- оболочку ОЯТ удаляют,
- ОЯТ растворяется в азотной кислоте,
- извлекают плутоний;
- пиропереработка (подходит для производства энергии): на проводящем металлическом электроде из химической ванны при высокой температуре получают ионы урана;
- во Франции отработанный уран на заводах UP-2 и UP-3 в Нормандии на мысе Ла Аг. Там в течение трех лет погружают в деминерализованную воду, после чего отделяют для переработки в оксидное топливо.
