[ Белорусский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ
Декан химического факультета
Д.В.Свиридов
(дата утверждения) Регистрационный № УД-_/р.
Ядерный топливный цикл и обращение с радиоактивными отходами (название дисциплины) Учебная программа для специальности:
1-31 05 01 Химия (по направлениям) (код специальности) (наименование специальности) Направление специальности:
1-31 05 01-01 Научно-производственная деятельность Специализации: 1-31 05 01-01 12 Радиационная химия 1-31 05 01-01 13 Радиохимия Факультет _химический (название факультета) Кафедра радиационной химии и химико-фармацевтических технологий Курс (курсы) Семестр (семестры) Лекции 20 Экзамен нет (количество часов) (семестр) Зачет Практические (семинарские) (семестр) занятия (количество часов) Лабораторные Курсовой проект (работа) нет (семестр) занятия нет (количество часов) КСР (количество часов) Всего аудиторных часов по дисциплине (количество часов) Всего часов Форма получения высшего по дисциплине _ образования очная (количество часов) Составил(а) С.Д. Бринкевич, к.х.н., ст. преподаватель.
(И.О.Фамилия, степень, звание) 2013 г.
Учебная программа составлена на основе учебной программы курса «Ядерный топливный цикл и обращение с радиоактивными отходами»
утверждена, рег. № УД Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры радиационной химии и химико-фармацевтических технологий (дата, номер протокола) Заведующий кафедрой О.И.Шадыро Одобрена и рекомендована к утверждению учебно-методической комиссией химического факультета (дата, номер протокола) Председатель Е.И. Василевская
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Курс «Ядерный топливный цикл и обращение с радиоактивными отходами» является дисциплиной специализации для студентов 4 курса химического факультета, обучающихся по специализации «Радиационная и радиохимия» в рамках государственной программы подготовки кадров для ядерной энергетики Республики Беларусь на 2008 - 2020 годы.В курсе представлено краткое описание основных технологий современного ядерного топливного цикла: от добычи урановой руды до захоронения радиоактивных отходов.
Главное внимание уделено базовым принципам, оборудованию и химико-технологическим процессам, лежащим в основе ядерного топливного цикла.
Излагаемый в курсе материал необходим для формирования у студентов представлений о жизненном цикле ядерного топлива, а также процессах хранения, сортировки, перевозки и переработки радиоактивных отходов.
В результате изучения дисциплины «Ядерный топливный цикл и обращение с радиоактивными отходами» обучаемый должен знать:
- теоретические основы и технологии добычи и обогащения урановой руды, - методы газодиффузионного и газоцентрифужного разделения изотопов урана, а также альтернативные технологии;
- изотопный состав свежего и облученного ядерного топлива;
- способы сортировки, транспортировки и первичной переработки радиоактивных отходов;
- методы иммобилизации радиоактивных частиц в цементные, стеклянные и битумные матрицы;
- основные требования к геологическим и инженерным барьерам при захоронении радиоактивных отходов.
Обучаемый должен уметь:
- применять свои знания для решения исследовательских и прикладных задач в области обращения с радиоактивными отходами;
- предсказывать изменения физико-химических свойств и изотопного состава ядерного топлива в условиях эксплуатации в ядерном реакторе.
Обучаемый должен владеть:
- теоретическими знаниями на уровне, позволяющем ему работать с источниками ионизирующего излучения, включая ядерные делящиеся материалы и радиоактивные отходы.
- навыками моделирования комплекса физико-химических свойств и изотопного состава ядерного топлива.
- Представлениями о промышленных технологиях переработки радиоактивных отходов.
Курс рассчитан на 34 часа аудиторной нагрузки, из них 20 часов – лекции, 10 часов – семинарские занятия и 4 часа – контроль самостоятельной работы.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
ядерного топливного цикла.энергетических установках.
Запасы, добыча и первичная Транспортировка и хранение «свежих» и облученных тепловыделяющих сборок.
Переработка облученного ядерного Раздел 2. Обращение с радиоактивными Классификация радиоактивных отходов. Нормативная база в области радиоактивными отходами Сбор, сортировка и переработка радиоактивных отходов, научно-исследовательских центров.
Методы иммобилизации радиоактивных материалов в или захоронения.
Хранение радиоактивных материалов. Актуальные проблемы в радиоактивными отходами.
Номер раздела, темы, искусственных актиноидов. Изотопный состав топлива до и после эксплуатации в различных реакторы). Номенклатура и свойства продуктов деления урана. Нераспростанение ядерных делящихся материалов. Концепции ядерного Распределение разведенных мировых запасов урана по странам, себестоимости. Соотношение объемов ежегодной добычи и потребления, динамика цен, рынок добычи урана в разрезе по странам и компаниям. Методы добычи и обогащения руды. Методы выделения урана из Конверсия оксидов урана в гексафторид.
Представление о работе разделения (EPP).
Газодиффузионные и газоцетрифужные методы.
Лазерные, химические, электромагнитные, Сопоставление методов по величине коэффициента разделения за цикл и энергоемкости в расчете на единицу работы разделения. Обзор крупнейших обогатительных производств.
Основные типы топлива для ядерных реакторов:
физико-химические свойства, методы получения, диоксида урана. Особенности процесса при использовании регенерированного урана и уранплутониевого топлива. Назначение и особенности конструкции ТВС для ВВЭР.
Технологии перегрузки тепловыделяющих сборок.
Использование топлива в ядерных реакторах.
Топливная компания. Технологии проведения перегрузок. Приреакторые и пристанционные отработанного топлива. Транспортно-упаковочные контейнеры: требования по обеспечению ядерной и радиационной безопасности, герметичность в аварийных ситуациях, физическая безопасность.
Переработка облученного ядерного топлива.
Технологии переработки облученного ядерного Действующие и строящиеся центры переработки Особенности переработки топлива с высоким выгоранием. Нераспространение. Перспективные технологии переработки отработанного ядерного пирометаллургические методы, DUPIC.
обращении с радиоактивными отходами.
Классификация жидких газообразных и твердых радиоактивных отходов по величине типу и радиоактивных отходов, образующихся в процессе переработки облученного ядерного топлива.
обращения с радиоактивными отходами.
отходов, образующихся при эксплуатации АЭС, деятельности медицинских и научноисследовательских центров.
8 Особенности переработки радиоактивных отходов 2 широко спектра активности, агрегатного строения и номенклатуры. Плазменные методы переработки.
эксплуатационных отходов АЭС к иммобилизации.
или захоронения.
Боросиликатные и алюмофосфатные матрицы для иммобилизации высокоактивных отходов.
9 Технологические стадии процесса стеклования. 2 Минералоподобные матрицы типа SYNROC.
Обращение со средне- и низкоактивными отходами. Битумизация и цементирование.
Переработка радиактивных газовых выбросов АЭС и предприятий ядерного топливного цикла.
радиоактивными отходами.
Основные типы промежуточных хранилищ радиоактивных отходов. Выбор геологической 10 формации для окончательного захоронения 2 остеклованных высокоактивных отходов:
мировой опыт. Приповерхностные хранилища низко- и среднеактивных отходов. Природные и инженерные барьеры на пути проникновения радионуклидов в биосферу. Математическое моделирование миграции радионуклидов.
ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
1. Лебедев В.М. Ядерный топливный цикл: Технологии, безопасность, экономика. – М.:Энергоатомиздат, 2005. – 316 с.
2. Обогащение урана / Под ред. С. Виллани; пер с англ. под ред. И.К. Кикоина. – М.:
Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
3. Андрюшин И.А. Юдин Ю.А. Обзор проблем обращения с радиоактивными отходами. Саров: ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2010 г. – 119 с.
4. ВВЭР-1000: физические основы эксплуатации, ядерное топливо, безопасность / Афров А.М., Андрушенко С.А., Украинцев В.Ф., Васильев Б.Ю., Косоуров К.Б., Семченков Ю.М., Кокосфдзе Э.Л., Иванов Е.А. – М. : Университетская книга, Лагос, 5. Апсэ В.А., Шмелев А.Н. Ядерные технологии: учебное пособие. М.: МИФИ, 2008. – 6. Громов Б.В., Савельева В.И., Шевченко В.Б. Химическая технология облученного ядерного топлива: учебник для вузов М.: Энергоатомиздат, 1983. – 352 с.
7. Скачек М.А. Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами АЭС: учебное пособие для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 8. Камнев Е.Н., Морозов В.Н., Шищиц И.Ю. Выбор площадок для захоронения радиоактивных отходов в геологических формациях. – М.: Горная книга, 2011. – 207 c.
9. Никифоров А.С., Куличенко В.В., Жихарев М.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. – М.: Энергоиздат, 1985. – 184 с.
10. Ядерная энергетика. Обращение с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами (обзор по материалам зарубежной и отечественной печати) / под ред. И. М. Неклюдова. – Киев: Наукова думка, 2006. – 253 с.
11. Давиденко Н.Н., Куценко К.В., Тихомиров Г.В., Лаврухин А.А. Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами в атомной энергетике:
учебное пособие – М.: МИФИ, 2007. – 136 с.
12. Жерин И.И., Амелина Г.Н. Химия тория, урана, плутония: учебное пособие – Томск:
Изд. ТПУ, 2010. – 147с.
13. Бойко В.И., Демянюк Д.Г., Кошелев Ф.П., Мещеряков В.Н., Шаманин И.В., Шидловский В.В. Перспективные ядерные топливные циклы и реакторы нового поколения. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 490 с.
14. Машиностроение ядерной техники. В 2-х кн. Кн. 1. / Под общ. ред. Е.О. Адамова. – М: Машиностроение, 2005. – 960 с.
15. Машиностроение ядерной техники. В 2-х кн. Кн. 2. / Под общ. ред. Е.О. Адамова. – М: Машиностроение, 2005. – 944 с.
«