Енергоресурси, паливо // МОКС паливо, MOX паливо (англ. Mixed-Oxide fuel)
МОКС паливо, MOX паливо (англ. Mixed-Oxide fuel) - ядерне паливо, що містить кілька видів оксидів діляться матеріалів.
В основному термін застосовується для суміші оксидів плутонію і природного урану, збагаченого урану або збідненого урану, яка поводиться в сенсі перебігу ланцюгової реакції подібно (хоча і не ідентично) з оксидом низькозбагаченого урану.
MOX може застосовуватися як додаткове паливо для найбільш поширеного типу ядерних реакторів: легководних на теплових нейтронах.
Однак більш ефективне використання МОКС палива - спалювання в реакторах на швидких нейтронах.
Застосування переробки ВЯП і використання виділеного плутонію у вигляді МОКС палива в теплових реакторах дозволяє знизити необхідність в урані на величину до 30%.
Одним з привабливих властивостей MOX-палива є те, що при його виробництві можуть утилізуватися надлишки збройового плутонію, які в іншому випадку були б радіоактивними відходами.
Також MOX паливо можна отримувати шляхом переробки опроміненого палива з енергетичних реакторів.
У процесі переробки з нього виділяються ізотопи плутонію, наприклад, для палива після досить тривалої кампанії майже 2/3 припадає на ізотопи Pu-239 і Pu-241 (діляться в реакторах на теплових нейтронах), а близько 1/3 - Pu-240.
Через такого високого вмісту 240 ізотопу, плутоній, отриманий шляхом переробки палив, не може бути використаний для виготовлення надійних і передбачуваних ядерних зарядів.
У той же час МАГАТЕ дотримується консервативних принципів і вимагає для такого плутонію (навіть в складі MOX-суміші) настільки ж високого рівня захисту, як і для матеріалів прямого використання (англ. Direct use material), наприклад збагаченого плутонію, урану-233, високозбагаченого по 235 урану.
Застосування МОКС-палива в існуючих реакторах вимагає окремого ліцензування, іноді потрібна деяка доробка реакторів, наприклад, введення більшого числа керуючих стрижнів.
Часто МОКС-паливо становить від 1/3 до 1/2 від всього палива, так як великі кількості вимагають значних змін або спеціально спроектованого реактора.
Всього 4 блоки в США спроектовані на повне завантаження МОКС, 3 блоку System-80 PWR на найбільшій в країні АЕС Пало-Верде (англ.) Рос. (Тонопа, Арізона) і будується блок в штаті Вашингтон.
Близько 40 реакторів на теплових нейтронах в Європі (Бельгія, Швейцарія, Німеччина, Франція) мають ліцензію на використання комбінації звичайного і MOX палива і ще 30 перебувають в процесі ліцензування.
Фактично у багатьох з них близько 1/3 палива може становить МОКС, але деякі можуть працювати і на 50% МОКС.
На реакторах на теплових нейтронах може досягатися 30% вигоряння плутонію зі складу МОКС-палива.
Плутоній становить близько 1% від опроміненого ядерного палива.
Приблизна ізотопне співвідношення: Pu-239 52%, Pu-240 24%, Pu-241 15%, Pu-242 6%, Pu-238 2%.
Всі вони або діляться матеріали, або можуть бути перетворені в діляться в процесі трансмутації, хоча Pu-242 вимагає 3-х нейтронів, щоб стати Кюріем-245.