ь управління реактором на цьому паливі, а також через те що плутоній важко піддається механічній обробці і надзвичайно отруйний)
Уранове ядерне паливо отримують переробкою руд. Процес відбувається в кілька етапів:
Для бідних родовищ: в сучасній промисловості в силу відсутності багатих уранових руд, використовується спосіб підземного вилуговування руд. Це виключає дорогу видобуток руди. Попередня підготовка йде безпосередньо під землею. Через труби під землю над родовищем закачується сірчана кислота, іноді з додаванням солей тривалентного заліза (для окислення урану U (IV) до U (VI)), хоча руди часто містять залізо і піролюзит, які полегшують окислення. Через відкачні труби спеціальними насосами розчин сірчаної кислоти з ураном піднімається на поверхню. Далі він безпосередньо надходить на сорбційне, гідрометалургійне витяг і одночасне концентрування урану.
Для рудних родовищ: використовують збагачення руди і радіометричне збагачення руди.
Гідрометалургійна переробка - дроблення, вилуговування, сорбційне або екстракційне вилучення урану з отриманням очищеної закису-окису урану (U 3 O 8), діуранату натрію (Na 2 U 2 O 7) чи діуранату амонію ((NH 4) 2 U 2 O 7)
Переклад урану з оксиду в тетрафторид UF 4, або з оксидів безпосередньо для отримання гексафториду UF 6, який використовується для збагачення урану по ізотопу 235.
Збагачення методами газової термодифузії або центрифугуванням
UF 6, збагачений по 235 ізотопу переводять у двоокис UO 2, з якої виготовляють «таблетки» ТВЕЛів або отримують інші сполуки урану з цією ж метою.
Практичне застосування ЯП. На АЕС та інші ядерні установки паливо приходить у вигляді досить складних технічних пристроїв - тепловиділяючих збірок (ТВЗ), які залежно від типу реактора завантажуються безпосередньо під час його роботи (як на реакторах типу РБМК в Росії) на місце вигорілих ТВС або замінюють відпрацювали збірки великими групами під час ремонтної кампанії (як на російських реакторах ВВЕР або їх аналогах в інших країнах - PWR та інших). В останньому випадку при кожній новій завантаженні змінюється найчастіше третину палива і повністю змінюється його розстановка в активній зоні реактора, найбільш вигорілі збірки з паливом, з центру активної зони, вивантажуються, на їх місце ставиться друга третина зборок, із середнім вигорянням і розташуванням. На їх місце в свою чергу ставляться найменш вигорілі ТВС, з периферії активної зони. Ну а на периферію завантажується свіже паливо. Така схема перестановки палива є традиційною і зумовлена ??багатьма причинами, наприклад прагненням забезпечити рівномірне енерговиділення в паливі і максимальний запас до кризи теплообміну води на оболонках ТВЕЛ (тепловиділяючих елементів).
Опис завантаження ядерного палива в активну зону реактора, дане вище, все ж є досить умовним, що дозволяє мати загальне уявлення про цей процес. Насправді завантаження палива здійснюється збірками з різними ступенями збагачення палива і її випереджають найскладніші ядерно-фізичні розрахунки конфігурації активної зони реактора в спеціалізованому програмному забезпеченні, які вчиняються на роки вперед і дозволяють планувати паливні та ремонтні кампанії для збільшення показників ефективності роботи АЕС, наприклад КВВП (коефіцієнта використання встановленої потужності). Крім того, якщо конфігурація палива не буде задовольняти певним вимогам, найважливішими з яких є різні коефіцієнти нерівномірності енерговиділення в активній зоні, реактор не зможе працювати зовсім або буде некерованим. Крім різного ступеня збагачення різних ТВС застосовуються інші рішення для забезпечення потрібної конфігурації активної зони і стабільності її характеристик протягом паливної кампанії. Наприклад ТВС, в яких замість деяких ТВЕЛів містяться поглинають елементи (ПЕЛи), які компенсують початкову надлишкову реактивність свіжого палива, вигорають в процесі роботи реактора і в міру використання палива дедалі менше впливають на його реактивність, що в підсумку вирівнює по часу величину енерговиділення протягом усього терміну роботи тепловиділяючої збірки. На даний момент в паливі промислових водо-водяних реакторів у всьому світі практично перестали використовувати ПЕЛи з борним поглиначем, довгий час являвшимися майже безальтернативними елементами, і перейшли на більш прогресивний спосіб - внесення з тими ж цілями гадолиниевой вигоряючий поглинач безпосередньо в паливну матрицю, цей спосіб має багато важливих переваг. Після вивантаження з активної зони реактора відпрацьованого палива його поміщають в спеціальний басейн витримки, зазвичай розташовується в безпосередній близькості від реактора. Справа в тому, що в відпрацьованих ТВЗ міститься велика кількість осколків розподілу урану, відразу після вивантаження кожен ТВЕЛ в середньому містить 300000 Кюрі...
