نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• زهرا شهبازی راد ¹
• محمدجواد صفری ²

¹ دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، صندوق پستی: 1983969411، تهران - ایران

² دانشکده‌ی فیزیک و مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، صندوق پستی: 158754413، تهران - ایران

چکیده

امروزه با توجه به نیاز همه‌ی کشورها به تأمین انرژی پایدار، انرژی هسته‌ای تقش شایانی را در سبد انرژی کشورهای پیشرفته و کشورهای درحال توسعه بازی می‌کند. انتخاب چرخه‌ی سوخت هسته‌ای مناسب در ترسیم نقشه‌ی راه صنعت هسته‌ای کشور برای استفاده‌ی بهینه از انرژی هسته‌ای، از اهمیت زیادی برخوردار است؛ که خود تابعی از چندین مؤلفه است (سطح دانش هسته‌ای، منابع و ذخایر مواد هسته‌ای و عوامل اقتصادی، و ....، که این مؤلفه‌ها عواملی هستند که در تعیین چرخه‌ی مناسب نقش به‌سزایی دارند). در این تحقیق با مقایسه‌ی انواع چرخه‌های سوخت اورانیومی، پلوتونیومی و توریومی و با بررسی استعداد کشور در حوزه‌ی مواد هسته‌ای، چهار سناریوی اصلی پیشنهاد شد و برای هر سناریو براساس میزان مواد هسته‌ای مورد نیاز و هزینه، چرخه‌های سوخت مناسب و محتمل معرفی شد که از آن میان، سناریوی "عدم دسترسی به منابع کافی اورانیوم و توانایی در انجام غنی‌سازی و بازفرآوری" به عنوان محتمل‌ترین سناریو معرفی شد و براین اساس چرخه‌های پیشنهادی انتخاب شد که مناسب‌ترین آن چرخه‌ی سوخت «اورانیومی بسته، با رآکتور سدیمی سریع و سوخت اورانیوم، TRU و FP» با حداقل 2320 و حداکثر 5296 گیگاوات‌الکتریکی- سال تولید انرژی و هزینه‌ی کل تقریبی 117 میلیون دلار به ازای هر گیگاوات الکتریکی- سال است.

کلیدواژه‌ها

• چرخه‌ی سوخت هسته‌ای
• استعداد مواد هسته‌ای
• اورانیوم
• پلوتونیوم
• توریوم
• برق هسته‌ای

عنوان مقاله [English]

Comparison of different types of fuel cycles based on country's nuclear material capacity and cost for electricity generation

نویسندگان [English]

• Z. Shahbazi Rad ¹
• M.J. Safari ²

¹ Nuclear Engineering Faculty, Shahid Beheshti University, P.O.Box: 1983969411, Tehran - Iran

² Physics and Energy Engineering Faculty, Amir Kabir University, P.O.Box: 158754413, Tehran - Iran

چکیده [English]

Nowadays, due to the need of all countries to provide sustainable energy, nuclear energy plays a significant role in the energy portfolio of developed countries and developng countries. For this reason, it is very critical to choose the appropriate nuclear fuel cycles for the optimal use of nuclear energy. In addition, it is important to draw the road map of the country's nuclear industry. ; which itself is a function of several parameters (the level of nuclear knowledge, sources and reserves of nuclear materials economic factors, etc.). These factors play a significant role in determining the appropriate cycle). In this research, four main scenarios have been proposed by comparing uranium, plutonium, and thorium fuel cycles. In addition, four scenarios have been examined by examining nuclear material capacity. Suitable and cautious fuel cycles have been introduced for each required nuclear fuel scenario and consumption amount. Among the proposed scenarios, the scenario of "accessing sufficient uranium resources and opening up the enrichment and reprocessing" was introduced as the most likely scenario and based on the suggested axes, the most suitable closed uranium fuel cycles, with a fast sodium reactor and uranium TRU and FP fuel cycle” were selected" with a minimum of 2320 and a maximum of 5296 GW of energy production and total costs of approximately $117 million per GW of energy.

کلیدواژه‌ها [English]

• Nuclear fuel cycle
• Nuclear material capacitance
• Uranium
• Plutonium
• Thorium
• Nuclear electricity