Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Ядерное нераспространение»

Все доклады секции


МИНИМИЗАЦИЯ ЭКСПОЗИЦИИ РИСКА РАСПРОСТРАНЕНИЯ НА ФАЗЕ ПЕРЕХОДА К ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ

Андрианов А.А.

Обнинский государственный технический университет
атомной энергетики

Потенциальная опасность использования делящихся материалов в террористических целях — широко обсуждаемая проблема атомной энергетики. Возможное несанкционированное распространение делящихся материалов рассматривается как серьезное препятствие на пути её крупномасштабного развития [1].

Как показано в многочисленных работах, оценка топливного цикла по критерию нераспространения имеет относительный характер и зависит от конкретных особенностей организации и общей стратегии обращения с делящимися материалами в топливном цикле.

Один из возможных подходов к количественной оценке риска распространения с учетом структуры и организации топливного цикла разработан Краковски и представлен в концепции «экспозиция риска распространения» [2]. В концепции Краковски риск распространения связан с количеством и видом плутония на различных стадиях топливного цикла. Вид плутония определяет степень его привлекательности и доступности с точки зрения возможного незаявленного использования. Суммирование на всём рассматриваемом временном интервале даёт меру уязвимости топливного цикла к диверсии – т.н. экспозицию риска распространения [3].

В рамках этой концепции рассматривается переход на один из вариантов инновационного развития мировой атомной энергетики — замкнутый топливный цикл с быстрыми реакторами без расширенного воспроизводства делящихся топливных материалов (рис.1).

В качестве инструментальных средств проведения многовариантных динамических оптимизационных расчётов использованы модули пакета энергетического планирования MESSAGE (Инструмент энергетического планирования MESSAGE разработан

Рисунок 1. Схема ЯТЦ

Институтом прикладного системного анализа (IIASA). В настоящее время он распространяется МАГАТЭ и входит в состав набора инструментов поддержки проекта ИНПРО) [4]. Пакет основан на методах линейного программирования и позволяет осуществить детальный учёт структуры и организации топливного цикла.

Для решения задачи построена модель топливного цикла двухкомпонентной атомной энергетики в виде обобщенных энергетических потоковых сетей. В модель были включены основные переделы топливного цикла, важные с точки зрения фактора нераспространения: хранилища отработавшего ядерного топлива тепловых и быстрых реакторов, хранилище выделенного плутония, перерабатывающие и производящие урановое и МОХ-топливо технологии. Учтены необходимые временные задержки, объёмы накопившегося выделенного плутония и отработавшего ядерного топлива. Учтена также предыстория ввода тепловых реакторов в структуру мировой энергетики, определяющая, совместно с ростом спроса на атомную энергию, потребности во вводе новых мощностей.

В работе оптимизируется структура мировой атомной энергетики на фазе перехода от современного однокомпонентного состава
с накопившимся в разных формах плутонием до установившегося этапа развития двухкомпонентной атомной энергетики с быстрыми реакторами и отсутствием плутония во внешнем топливном цикле по критерию минимизации экспозиции риска распространения. Рассчитано значение экспозиции риска распространения и скорости её накопления для различных сценариев развития мировой атомной энергетики, момента возможного ввода быстрых реакторов и временных задержек
в топливном цикле.

Литература

1.              Gary T. Gardner. Nuclear Nonproliferation, London, 1994.

2.              Krakowski R.A., Bathke C.G. Reduction of Worldwide plutonium inventories Using Conventional Reactors and Advance Fuels: A Systems Study. LA-UR-97-2809, 1997.

3.              Поплавский В.М., Усанов В.И., Чебесков А.Н. Коробейников В.В., Тихомиров Б.Б., Югай С.В. Оценка эффективности мер по снижению риска распространения делящихся материалов на основе моделей системного анализа. - М.: Атомная энергия, 2001, т.91, вып.5, с.353-362.

4.              MESSAGE. User Manual. Draft. October 2003.