Výzkum > Jaderný palivový cyklus

Jaderný palivový cyklus

Popis programu

Výzkumný program JPC je zaměřen na výzkum a vývoj (VaV) v oblasti tzv. zadního konce jaderného palivového cyklu, do kterého patří především nakládání s radioaktivními odpady (RAO) a použitým jaderným palivem. Ve svém poli působnosti pokrývá program JPC všechny důležité oblasti od vývoje technologií pro nakládání s problematickými radioaktivními odpady a technologií pro výraznou redukci objemu radioaktivních odpadů, přes VaV v oboru geologického ukládání vysoceaktivních odpadů a použitého jaderného paliva, až k vývoji vysokoteplotních separačních technologií transuranů a štěpných produktů. V rámci výzkumného programu JPC bude vybudována unikátní laboratoř pro experimentální studium chování materiálu, tzv. Coria, vznikajícího při roztavení aktivní zóny jaderného reaktoru a laboratoř SIMS pro studium vlivu zadního konce jaderně-palivového cyklu na životní prostředí a účely záruk v jaderných materiálech.

Hlavní cíle

Výzkum a vývoj nových materiálů a principů pro efektivnější a bezpečnější ukládání RAO
Vývoj pokročilých technologií a technologických postupů pro zneškodňování RAO a minimalizaci jejich objemu
Vývoj nových technologií palivového cyklu jaderných reaktorů nových generací založených na fluoridových technologiích
Vytvoření vědecko-technické základny pro podporu výstavby hlubinného úložiště v ČR
Vývoj nových metod detekce velmi nízkých aktivit dlouhodobých radionuklidů ve velmi malých objemech vzorků
Získání souboru poznatků o chování Coria pro účely zvýšení bezpečnosti jaderných reaktorů v posthavarijních stavech

Výzkumné aktivity

Program JPC se dělí na 4 výzkumné aktivity:

VA1: Zařízení na testování vybraných technologií pro palivové cykly pokročilých reaktorů
V aktivitě Zařízení na testování vybraných technologií pro palivové cykly pokročilých reaktorů je VaV zaměřen do oblasti separace transuranů a štěpných produktů (fluorace, elektrochemická separace). Metoda frakční destilace fluoridů je v celosvětovém měřítku vyvíjena pouze v laboratořích Centra výzkumu Řež s.r.o. a naváže na know-how, které bylo v tomto oboru výzkumu a vývoje v České republice do současnosti nashromážděno. Tato výzkumná aktivita se také zaměří na studium vlastností roztavených solí a jejich interakci s různými materiály. Jejím hlavním dílčím cílem je dokončení výzkumu a vývoje moderních separačních technologií, které přispějí ke snížení spotřeby uranu a k minimalizaci produkce vysoce aktivních odpadů z jaderné energetiky.
VA2: Výzkumná zařízení pro zpracovávání a úpravu radioaktivních odpadů
Aktivita Výzkumná zařízení pro zpracovávání a úpravu radioaktivních odpadů je strategicky zaměřena na udržení čistého životního prostředí a na maximálně bezpečné formy upravených RAO pro ukládání. S tím souvisí náplň této výzkumné aktivity – věnovat se výzkumu a vývoji moderních technologií a technologických postupů pro zpracování a úpravu problematických RAO (např. vysokoteplotní technologie) a technologií či technologických postupů maximálně redukujících objemy odpadů ukládaných do úložišť (např. zahušťování kapalných RAO před bitumenací). V rámci této aktivity bude rovněž vybudována unikátní laboratoř se „studenými kelímky“, což jsou zařízení umožňující dosahovat indukčním ohřevem teplot až do 3000 °C.
VA3: Laboratoř pro geologické ukládání radioaktivních odpadů
V aktivitě Laboratoř pro geologické ukládání radioaktivních odpadů je výzkum zaměřen na studium vlivu podmínek panujících v plánovaném hlubinném úložišti (HÚ) na uvažované inženýrské bariéry, tj. např. na konstrukční materiál ukládacích obalových souborů. Tyto experimenty musí být prováděny ve zvláštních tzv. anaerobních boxech, v nichž je možnost regulovat koncentraci kyslíku. V podzemí totiž probíhá řada procesů anaerobně a anaerobní boxy toto prostředí dokonale umí simulovat. Část aktivity se bude věnovat studiu rychlosti difůze radionuklidů horninovým podložím na vzorcích středního měřítka (bloky 0,5 × 0,5 × 0,5 m).
VA4: Laboratoř posuzování vlivu energetického komplexu na životní prostředí
Laboratoř posuzování vlivu energetického komplexu na životní prostředí bude sloužit jako chemická a analytická podpora nejen výzkumného programu JPC, ale také celého projektu SUSEN. Jejím hlavním cílem bude zajistit měření stopových koncentrací radionuklidů a toxických prvků ve vzorcích z životního prostředí a vzorcích z experimentálního vývoje provedeného v rámci programu JPC, ale i ostatních programů. Dílčím cílem je zapojení laboratoře do sítě laboratoří Mezinárodní agentury pro atomovou energii pro účely záruk v jaderných materiálech.

Přehled zařízení

Laboratoř studených kelímků – laboratoř pro studium havárií v aktivní zóně reaktorů vybavena indukčními pecemi
MSO – Oxidace v tavenině soli
Vysokoefektivní odparka
Laboratoř anaerobní koroze – laboratoř anaerobních experimentů pro výzkum chování inženýrských bariér v podmínkách hlubinného úložiště
Zařízení pro vysoce efektivní koncentraci kapalných radioaktivních odpadů (UGU)
Laboratoř experimentů středního měřítka pro výzkum vlastností horninového prostředí hlubinného úložiště
Laboratoř s hmotnostním spektrometrem se sekundární ionizací (SIMS)