Урановые «хвосты» становятся топливом: Россия удвоила мощности стратегической переработки

«Росатом» ввёл в опытно-промышленную эксплуатацию установку W2-ЭХЗ на Электрохимическом заводе в Зеленогорске Красноярского края. Она способна перерабатывать 10 тыс. тонн обеднённого гексафторида урана в год. Вместе с уже действующим производством российские мощности деконверсии выросли вдвое — до 20 тыс. тонн.


Масштаб проекта не исчерпывается экологической задачей. Обеднённый уран, который десятилетиями воспринимали прежде всего как неизбежный остаток обогатительного производства, нужен для топлива перспективных реакторов на быстрых нейтронах. Зеленогорск одновременно решает две проблемы: переводит урановые «хвосты» в более устойчивую форму и сохраняет их как сырьё для замкнутого ядерного топливного цикла.

Новая установка пока получила статус опытно-промышленной, поэтому выход на проектную загрузку будет постепенным. Однако именно её мощность должна остановить дальнейший рост накопленных запасов обеднённого гексафторида урана на предприятиях отрасли.

Что на самом деле перерабатывает Зеленогорск

Обеднённый гексафторид урана, или ОГФУ, образуется при обогащении урана. Это не отработавшее ядерное топливо из реактора, а материал начальной части топливного цикла, в котором после извлечения урана-235 остаётся преимущественно уран-238.

Гексафторид удобен для обогащения: при сравнительно невысокой температуре он переходит в газообразное состояние и может проходить через каскады центрифуг. Но для длительного хранения такая химическая форма неудобна. Поэтому ОГФУ подвергают деконверсии — отделяют фтор и переводят уран в порошкообразную закись-окись урана. Полученное соединение химически устойчивее и ближе к природной форме урана, его можно хранить в контейнерах на открытых площадках.



Фтор при этом также возвращается в производство. Как пояснила президент ТВЭЛ Наталья Никипелова, обесфторивание позволяет замкнуть цикл не только по урану: извлечённый компонент повторно направляют на конверсию. Производство тем самым сокращает потребность в первичном сырье сразу на нескольких участках технологической цепочки.

Первая установка W-ЭХЗ работает в Зеленогорске с 2009 года. Её проектная мощность составляет 10 тыс. тонн в год. Ранее «Росатом» сообщал, что с момента запуска на ней переработали более 130 тыс. тонн ОГФУ. Вторая линия удваивает этот темп.

Проект W2-ЭХЗ начался задолго до нынешнего запуска. Контракт на поставку и монтаж оборудования Электрохимический завод и французская Orano Projects подписали в конце 2019 года, а активное строительство развернулось в 2021-м. Первоначально завершить установку рассчитывали в 2023 году, но фактический ввод состоялся позднее. Причины изменения графика компания в сообщении о запуске не раскрыла.

Резерв для быстрых реакторов

Главная перемена состоит в отношении к самому обеднённому урану. Теперь это не только материал, который требуется обезопасить и складировать, но и крупный энергетический резерв.


— заявил генеральный директор «Росатома» Алексей Лихачёв.

Уран-238 используют при изготовлении уран-плутониевого МОКС-топлива для реактора БН-800. В дальнейшем такое топливо понадобится более мощному БН-1200. Обеднённый уран также входит в сырьевую базу смешанного нитридного уран-плутониевого топлива для строящегося реактора БРЕСТ-ОД-300 и перспективного БР-1200.

Быстрые реакторы могут вовлекать в топливный цикл материалы, которые обычная атомная энергетика использует ограниченно. В связке с переработкой облучённого топлива это расширяет доступную сырьевую базу и сокращает объём материалов, остающихся на длительном хранении. Именно на этой логике строится российская программа замкнутого ядерного топливного цикла.

Однако запуск W2-ЭХЗ сам по себе ещё не означает, что весь переработанный уран немедленно превратится в реакторное топливо. Установка выполняет подготовительную операцию: переводит ОГФУ в форму, пригодную для безопасного хранения и последующего использования. Конечный эффект зависит от темпов строительства быстрых реакторов, развития фабрикации МОКС- и СНУП-топлива и мощностей по переработке облучённых материалов.

Для «Росатома» новый участок прежде всего снимает узкое место в начале этой цепочки. Компания поставила цель полностью переработать накопленные запасы ОГФУ на российских разделительных предприятиях к 2057 году. Мощность в 20 тыс. тонн ежегодно должна сначала прекратить рост запасов, а затем позволить сокращать сформированный десятилетиями объём.

Зеленогорский запуск поэтому работает сразу на двух горизонтах. В ближайшие годы он уменьшит нагрузку, связанную с хранением химически агрессивного гексафторида. В более долгой перспективе Россия получит подготовленный резерв урана для реакторов нового поколения. То, что прежде лежало на промышленных площадках как проблема, постепенно превращается в один из ресурсов будущей атомной энергетики.