Взгляды на технологии ядерного топливного цикла в Иране

Государственное и военное руководство Исламской Республики Иран (ИРИ) в условиях мирового кризиса считает национальную ядерную программу наиболее приоритетной. В связи с этим Тегеран стремится развить в стране технологию ядерного топливного цикла и предпринимает последовательные шаги в направлении приобретения независимости от иностранных поставщиков ядерного топлива. Несмотря на принятие Советом Безопасности ООН четырех резолюций, Иран не намерен останавливать работы по обогащению урана, считает эту деятельность законной и стратегически важной для государства. ИРИ продолжает активно взаимодействовать с Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) в рамках Договора о нераспространении ядерного оружия.

Во время празднования Дня атомных технологий 9 апреля 2009 года президент Ирана М.Ахмадинежад выступил с заявлением о техническом прорыве в иранской ядерной программе. По его словам, ученым и техническим специалистам Ирана удалось решить два важных технических вопроса: испытать два новых типа центрифуг повышенной производительности и приступить к производству топлива для ядерных реакторов. После этого Тегеран стал обладателем технологий полного топливного цикла.

Основные направлениями деятельности иранских ученых и технических специалистов атомной промышленности являются:

•                   переработка урановой руды, добытой на территории Ирана;

•                       обогащение урана до энергетического уровня, расширение производства обогащенного урана, применение центрифуг новых типов;

•                   производство тепловыделяющих элементов и сборок для ядерных реакторов;

•                   эксплуатация атомной электростанции в Бушере;

•                       постройка и ввод в эксплуатацию исследовательского реактора в Араке.

Добыча и переработка урановой руды является начальной стадией получения топлива для ядерного реактора. Разведка урановых месторождений в Иране активизировалась с началом реализации шахской ядерной программы. Работы по изучению запасов урановых руд проводились Организацией Атомной энергии Ирана (ОАЭИ), которая утверждает, что в настоящее время, разведанные и подтвержденные национальные запасы урана приблизительно составляют 5000 тонн. Неподтвержденные же запасы, по прогнозам иранских ученых, могут составить около 39 тысяч тонн урана.

Общие возможности Ирана по производству порошкового концентрата руды урана U3Oограничены возможностями рудников в Саганде и Гячине.

Месторождение «Саганд» расположено около н.п. Саганд (100 км северо-восточнее г. Йезд). Согласно последним оценкам ОАЭИ, запасы рудника Саганд составляют приблизительно 1,55 миллиона тонн низкосортной урановой руды с содержанием урана 0,05 %.

Практическая добыча урановой руды осуществляется с ежегодной нормой производства 100-120 тыс. тонн руды. Извлеченная урановая руда, добываемая в Саганде, отправляется для обработки на горнообогатительный комбинат, расположенный в 130 км от Саганда в г. Ардакан.

Кроме того, Иран разрабатывает открытый урановый рудник в н.п. Гячин (50 км северо-западнее г. Бендер-Аббас). Рудник представляет собой несколько уровней низкосортной руды урана, которые можно разрабатывать открытым способом. По оценкам иранцев, данные залежи позволят ежегодно производить около 21 тонны природного урана.

Следующей стадией обработки руды является конверсия природного урана в форму UF6 для последующего газоцентрифужного или газодиффузионного обогащения по содержанию расщепляющегося изотопа U-235 от природной концентрации до любой другой. Обработка урана происходит на конверсионном предприятии Uranium Conversion Factory (UCF) в Исфахане. На этом этапе в результате конверсии получают тетрафторид урана (UF4), а затем гексафторид урана (UF6), который находится в газообразной форме и может уже подаваться в центрифуги для обогащения по изотопному типу.

Общее количество урана в форме гексафторида, произведенного с марта 2004 года до марта 2009 года, достигло 357 тонн. Часть этого сырья была передана на завод по обогащению урана в Натанзе.

Далее гексафторид урана, полученный на UCF в Исфахане, передается на обогатительный завод в г. Натанз. Для обогащения урана на заводе применяется технология сепарирования различных изотопов с использованием центрифуг. Первоначально иранские атомщики использовали центрифуги первого поколения (аналог пакистанской центрифуги П-1), которые собирали, а затем поддерживали в рабочем состоянии, с использованием комплектующих и технологий, приобретенных на внешнем рынке. Такие центрифуги были названы IR-1.

Новые иранские центрифуги — это усовершенствованные центрифуги второго поколения (П-2), при проектировании которых применен целый ряд собственно иранских «ноу-хау». Эти центрифуги названы IR-2. В частности, для замены запрещенной к импорту в Иран специальной стали иранские инженеры использовали углеродистые композитные материалы.

Несмотря на то, что в целом конструкция центрифуг упрощена, для иранцев она имеет неоспоримое преимущество, так как адаптирована к возможностям местной промышленности.

Иран активно ведет разработку четырех различных конструкций центрифуг: двух конструкций подкритических центрифуг роторного типа, ротора с сильфоном и одной более совершенной центрифуги.

По словам иранского президента, силами иранских ученных спроектированы и собираются центрифуги нового поколения, которые обеспечивают прирост производительности в пять раз. Такие центрифуги названы IR-3.

В Натанзе с конца 2008 года работают экспериментальная установка по обогащению урана (ЭУОТ) и установка по обогащению урана (УОТ).

Экспериментальная установка по обогащению урана предназначена для испытаний новых типов и проверки старых центрифуг. Для испытания новых типов центрифуг в них в общей сложности с 29 октября 2008 года по 15 января 2009 года было подано около 50 кг газа гексафторида урана в каскад из 20 центрифуг IR-1, в каскад из 10 центрифуг IR-2 и в отдельные центрифуги IR-1, IR-2, IR-3. Кроме того, для экспериментов собран каскад из 162 центрифуг IR-1.

Согласно существующих планов, на УОТ будет два каскадных зала -производственный цех «А» и производственный цех «В». В каждом из цехов должны находиться по 8 блоков центрифуг. Каждый блок состоит из 18 каскадов по 164 центрифуги (в блоке — 2952 центрифуги).

По состоянию на 1 февраля 2009 года в УОТ функционировали 24 каскада по 164 центрифуги каждый, в сумме 3936 центрифуги IR-1. В блоке «А» смонтированы и находятся под вакуумом дополнительно девять каскадов из 1476 центрифуг.

По заявлению президента Ирана, в настоящее время на этом предприятии установлено около 7 тысяч центрифуг, что не соответствует данным МАГАТЭ. По плану развития атомной отрасли до 2015 года в Иране должно функционировать около 50 тысяч центрифуг для обогащения урана.

Полученный обогащенный уран возвращается в г. Исфахан для конверсии в форму диоксида и подготавливается для использования в качестве топлива.

Мощность завода по производству ядерного топлива Fuel Manufacturing Plant (FMP), на открытии которого присутствовал М.Ахмадинежад, может достигать 40 тонн топлива в год. При этом 10 тонн топлива предназначены для исследовательского реактора IR-40 в Араке, а 30 тонн со степенью обогащения урана менее 5 % для будущих реакторов АЭС. По плану развития ядерной энергетики до 2015 года этот завод должен произвести топливо для выработки более 2500 МВт электроэнергии.

Директор завода по производству ядерного топлива заявил, что линия по производства топливных таблеток и тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) для исследовательского реактора на тяжелой воде IR-40 уже запущена. Топливные таблетки высотой 15 миллиметров и диаметром 11,3 миллиметра содержат 15,8 грамма спрессованного диоксида урана. Для изготовления каждого ТВЭЛа в трубки из специального сплава длиной четыре метра укладывается 227 урановых таблеток.

Большая часть топлива, изготовленного на заводе в Исфахане, предназначено для использования в ядерных реакторах АЭС. Учитывая, что АЭС «Дарховин» находится в проектной фазе, произведенное топливо может быть использовано для АЭС «Бушер». К началу 2008 года российская сторона полностью исполнила обязательства по поставке 82 тонн ядерного топлива на АЭС «Бушер», которые были выполнены в рамках международных договоренностей и под контролем МАГАТЭ. Топливные сборки, произведенные в России, предоставлены Ирану с условием возврата отработанного топлива, с целью недопущения выделения из него плутония и других специальных материалов. Топливо для АЭС в опечатанном виде хранится под контролем инспекторов МАГАТЭ. Эти мероприятия направлены на обеспечение безопасности и гарантируют мирный характер сотрудничества ИРИ и РФ в ядерной сфере.

25 февраля 2009 года в присутствии руководителя «Атомстройэкспорта» С.Кириенко был произведен тестовый пуск реактора в Бушере. Ввод в эксплуатацию Бушерской АЭС намечен на конец 2009 года. По заявлению иранской стороны, загрузка топлива в активную зону реактора будет осуществлена во втором квартале 2009 года.

Другим потребителем иранского ядерного топлива является строящийся ядерный реактор на тяжелой воде в Араке. Расчетная мощность исследовательского тяжеловодного реактора составляет 40 МВт. МАГАТЭ отказало Ирану в технической помощи в создании реактора, поэтому ИРИ продолжает работы самостоятельно.

Иран не дал согласия на инспекцию этого объекта представителями МАГАТЭ в начале 2009 года, так как считает, что создание IR-40 не связано с получением ядерного материала. Установка по производству тяжелой воды, введенная в эксплуатацию в январе 2007 года работает в штатном режиме. Планируемый ежегодный объем производства до 16 тонн тяжелой воды.

Ввод в действие исследовательского реактора в Араке намечен на 2011-2012 гг. и Иран надеется произвести к этому времени необходимое количество ядерного топлива.

Программа создания полного ядерного топливного цикла на своей территории наряду с космической программой является для Ирана приоритетной. Тегеран всячески демонстрирует решимость в достижении собственных целей и не намерен приостанавливать обогащение урана или проведение НИОКР по данной проблеме, несмотря на мнение мирового сообщества, западных стран во главе с США и резолюции СБ ООН.

Основные характеристики топливного ядерного цикла Ирана

№ п/п

Этапы топливного цикла

Название предприятия, месторасположение

Характеристика предприятия и процесса

Примечание

1.

Добыча урановой руды

Рудник в н.п. Саганд (100 км северо-восточнее г. Йезд)

Разведан в 1985 году, Запасы урансодержащей руды оцениваются в 1,55 млн. тонн при концентрации 0,05%. Добыча ведется с глубины порядка 300 метров, годовой объем производства — 50-60 тонн уранового концентрата.

Рудник в н.п. Гячин (50 км северо-западнее г. Бендер-Аббас)

Добыча начата в 2004 году. По оценкам экспертов, годовой объем производства оценивается в 21-24 тонны уранового концентрата.

2.

 Предварительная обработка, получение U3O8

Горно-обогатительный комбинат в г. Ардаган

(60 км северо-западнее г. Йезд)

Предприятие действует с 2003 года и перерабатывает урановую руду, добытую на руднике «Саганд». В 2009 году запланирован ввод в строй новых производственных мощностей.

3.

 Конверсия U3Oв UF6

Конверсионное предприятие в г. Исфахан

Иран о создании конверсионного предприятия заявил в 2000 году, активная деятельность началась в 2004 году. Общее количество урана в форме гексафторида, произведенного с марта 2004 года до марта 2009 года, достигло 357 тонн. Часть этого сырья была передана на завод по обогащению урана в Натанзе.

4.

 Обогащение UF6до энергетического

уровня

Завод по обогащению урана в г. Натанз (100 км севернее г. Исфахан)  Завод начал свою работу в 2007 году. Для обогащения урана на заводе используется технология сепарирования различных изотопов на центрифугах. С конца 2008 года в Натанзе работают экспериментальная установка по обогащению урана и установка по обогащению урана. В них используются центрифуги типов IR-1, IR-2, IR-3. В настоящее время на заводе могут эксплуатироваться 5412 центрифуг различных типов.

За все время работы в Натанзе было получено около 1010 кг низкообогащенног урана.

5.

 Конверсия UFв UO2, изготовление ТВЭЛ и ТВС

Завод по производству ядерного топлива в г. Исфахан  Официально открытие состоялось в апреле 2009 года. Проектная мощность — 40 тонн топлива в год, 25% которого предназначено для реактора IR-40.

6.

Использование ядерного топлива

 Исследовательский ректор на тяжелой воде IR-40 в г. Арак Строительство ведется с 2005 года без помощи МАГАТЭ. Инспекторы агентства не допускаются на строительную площадку. Ожидает, что ректор войдет в строй в 2011-2012 гг. и будет иметь мощность 40 МВт. Установка по производству тяжелой воды, расположенная в н.п.Хондаб, работает в штатном режиме. Планируемый ежегодный объем производства до 16 тонн тяжелой воды.
АЭС в н.п. Дарховин (50 км южнее г. Ахваз) Проектирование АЭС началось в 1974 году. После исламской революции проект был заморожен. В настоящее время Иран прорабатывает вопрос привлечения России для завершения строительства. Другой вариант предусматривает строительство своими силами. Ввод строй возможен в 2018-2019 гг.
АЭС в г. Бушер Россия с 1992 года продолжила начатое немцами строительство атомной станции в Бушере.

Проектная мощность АЭС составляет 1000 МВт. К началу 2008 года российская сторона полностью исполнила обязательства по поставке 82 тонн ядерного топлива на АЭС «Бушер». Отработавшее топливо Иран обязан вернуть России для переработки. Ввод в эксплуатацию Бушерской АЭС намечен на конец 2009 года. Загрузка топлива в активную зону реактора будет осуществлена во втором квартале 2009 года.

7. Переработка отработавшего ядерного топлива Вопрос перевозки, переработки и захоронения ОЯТ

находится в стадии проработки

62.87MB | MySQL:102 | 0,619sec