Бейбітшілік үшін
Біз 2020 жыл қорытындысы бойынша В.П. Потанин сыйлығымен марапатталған жобалар туралы әңгімемізді жалғастырамыз. Бұл мақала жоғары байытылған уранды (ЖБУ) қайта өңдейтін – ең ірі зауыттың бірі туралы.
Алғы сөздің орнына
Бүгінгі таңда әлемде жарылғыш құрылғыларды жасау үшін қолдануға болатын ядролық қауіпті материалдардың едәуір мөлшері жинақталған. Оларды рұқсатсыз пайдалану қаупін азайту үшін қайта өңдеу бағдарламалары бар. Жоғары байытылған уран жағдайында қайта өңдеудің ең перспективалық әдісі оның байытылуын азайту болып табылады.
1993 жылы Ресей мен АҚШ арасында жоғары байытылған уранды төмен байытылған уранға айналдыру туралы меморандумға қол қойылды. Құжатқа сәйкес ЖБУ кезең-кезеңмен өңдеуге арналған бағдарлама іске қосылды, соның ішінде Қазақстан Республикасының аумағында орналасқан.
19 жылдық жұмыс тәжірибе
2002 жылдан бастап ҮМЗ ядролық материалдардың таралуын болдырмау бағдарламасының қатысушысы болып келеді. Бүгінгі күні зауыт өзінің аясында сәулелендірілмеген уранды өңдеу бойынша төрт науқан өткізді:
– 2005 жылы – БН-350 реактор отынын аз байытылған уранға қайта өңдеу (LEU);
– 2011 және 2015 жылдары – ВВР-К реакторының отынын қайта өңдеу;
– 2019-2020 жылдары – IGR атомдық отынын ЖБУ өңдеу және сұйылту.
Ақтаудан келген тапсырма
ЖБУ қайта өңдеу тарихы туралы кітаптың алғашқы беті БН-350 реакторының отынын – ЖБУ диоксиді таблеткаларын қосу бағдарламасынан басталды. БН-350 – жылдам нейтронды қуат реакторы, ол 1973 жылы Ақтауда пайдалануға берілген. 1999 жылы тоқтағаннан кейін талап етілмеген отын қалдықтарын өңдеу қажет болды. Бұл міндет 2005 жылы біздің зауытта ойдағыдай жүзеге асырылды.
БН-350 отын таблеткаларының қайта өңделуі жоғары температуралы тотығу және азот қышқылын ерітуге негізделген технологияны қолдана отырып жүргізілген. Алынған таблеткаларды уранның тотық-шала тотық ұнтағына дейін тотықтырылды. Содан кейін байытуды құрғақ әдіспен жүргізді. Алынған азот тотығы құрамында 5% -дан аз уран-235 байытумен азот қышқылы ерітіндісінде ерітілді. Осыдан кейін қосымша түзетулер жасалды және алынған материал ҮМЗ штаттық технологиясы шеңберінде шығаруға жіберілді.
98 пайыз нәтиже
Келесі науқан ВВР-К реакторының отынын қайта өңдеу жобасы болды. ВВР-К – бұл Қазақстандағы жалғыз көп мақсатты зерттеу реакторы. Оның іске қосылуы 1967 жылдан басталады. Чернобыль атом электр станциясындағы апаттан кейін реактордың жұмысы тоқтатылды.
1998 жылдан 2015 жылға дейін реакторды жоғары байытылған отыннан төмен байытылған отынға айналдыру жұмыстары жүргізілді. Сонымен қатар, құрамында 36% -дық байытылған отын, оларда дисперсті уран диоксиді бар алюминий матрицасынан тұратын отын жиынтығы болып табылады.
Уран мен алюминийді бөлу натрийді гидроксидтте еріту арқылы жүзеге асырылды. Бұл процедура барысында алюминий толығымен ерітіндіге енгізілді. Қатты күйде қалған уранды сүзу арқылы бөлді. Азот қышқылын еріткеннен және байытуды түзеткеннен кейін оны тотықтар алу үшін өңдеді.
Жоба аясында зауыт жұмысшылары стандартты емес технологиялық жабдықтарды шығарды, ол отын элементтерін кесетін қондырғы (ТВЭЛ) және еріту реакторы. Техникалық бағыттарды дұрыс таңдау, технологиялық шешімдерді қабылдаудағы икемді тәсіл және еңбекті жоғары ұйымдастыру алюминий отын штангаларының ЖБУ аз байытылған уранға айналдырудың күрделі мәселесін шешуге мүмкіндік берді. Сонымен бірге, уран өндірісі 2011 және 2015 жылдары 98% -дан асты.
Учаске салу біз үшін түк емес!
ЖБУ қайта өңдеу бойынша соңғы науқан 2020 жылдың тамыз айында аяқталды. Жоба аясында зауыт импульсті графитті реактордан (ИГР) ЖБУ қайта өңдеу алаңын жасады.
ИГР Курчатовта орналасқан, бұл бірегей зерттеу реакторы және әлемде теңдесі жоқ. ИГР отыны 90% ядролық материалмен сіңдірілген графит блоктарымен ұсынылған.
ЖБУ ИГР қайта өңдеудің технологиялық процесіне отынды ерітуге дайындау (фрагменттерге ұсақтау, ұнтақтау, термиялық тотығу), ЖБУ сұйылту, құрамында уран бар материалды азот қышқылында еріту, аммоний полиуранатын уран оксидтеріне дейін тұндыру және күйдіру кірді. Осы процестер үшін жабдықты таңдау агрессивті ортада жұмыс істеу мүмкіндігі мен ядролық қауіпсіздік талаптарын ескере отырып жүргізілді. Сатып алынған механизмдер ұнтақтау, тотығу және термиялық ыдыраудың технологиялық аймақтарымен жабдықталған. Шығындарды азайту үшін қолданыстағы жабдықтар да қолданылды.
Дүниежүзілік мойындау
Зауытта құрылған ЖБУ қайта өңдеу учаскесі көпфункционалды, ең заманауи ядролық қауіпсіз қондырғылармен жабдықталған және жаңа материалдарды жеткілікті кең ауқымда өңдеу үшін қолданыла алады. Бұл жобаның маңыздылығы өте жоғары, өйткені бұл өте қауіпті ядролық материалдың таралу қаупін жою жөніндегі ғаламдық міндетті шешу қажет.
ҮМЗ жүргізген жұмыстар халықаралық деңгейде жоғары бағаланады. Мұның бірден бір дәлелі – АҚШ Энергетика министрлігінің зауыттың Басқарма Төрағасына жіберген хаты. Құжатта «ҮМЗ» АҚ мен Қазақстан Республикасының ядролық материалдардың таралу ықтимал қаупін жою бойынша терең қанағаттанушылық білдірілген. Жобаның және Қазақстан Республикасының имиджін нығайтумен қатар, жоба жоғары экономикалық мақсатқа ие.
«Жоғары байытылған уранды қайта өңдеу учаскесін ұйымдастыру» жұмысы үшін «В.П.Потанин сыйлығының лауреаты» Константин Кузьмин (суретте), Алексей Болтанов, Михаил Козионов, Галина Гусакова және Игорь Леваневский лайықты болып табылды.
Алексей Проскуряков
