放射性廢物和乏核燃料的處理和儲存無疑是俄羅斯核工業(yè)面臨的重大問題之一屋厘。整個(gè)行業(yè)，特別是俄羅斯原子能公司株矩，長期以來一直在討論所謂“封閉燃料循環(huán)”恰力。從本質(zhì)上講，這個(gè)術(shù)語描述了一個(gè)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中缤滑，發(fā)電后產(chǎn)生的乏核燃料首先進(jìn)一步進(jìn)行鈾和钚的提取戚绪，而后被作為新的燃料重新引入系統(tǒng)窍蚤。可用元素的提取可以通過幾種不同的方式完成曙辛，如傳統(tǒng)的后處理法夏植，或?qū)⒛承┎牧弦肟熘凶臃磻?yīng)堆。雖然俄羅斯原子能公司使用前者作為主要技術(shù)移鸣，但后者也在研究砸捏。

例如，在VVER-1000反應(yīng)堆中隙赁，新的TVS-2M燃料設(shè)計(jì)垦藏，取代了舊的UTVS燃料組件。2018年初伞访，伊朗已經(jīng)與JSC TVEL(俄羅斯原子能公司的子公司)達(dá)成協(xié)議掂骏，從2020年起向他們的Bushehr-1核電站提供這種新型燃料。印度庫丹庫拉姆核電站的首批兩個(gè)VVER機(jī)組也準(zhǔn)備從2021年開始使用該類核燃料咐扭。

傳統(tǒng)的后處理包括將乏核燃料溶解在酸液中芭挽，并通過化學(xué)方法將鈾和钚從其他高級放射性廢物中分離出來。從理論上講蝗肪，這一過程中產(chǎn)生的鈾和钚可用于生產(chǎn)新的核燃料袜爪。作為后處理過程的副產(chǎn)品，高濃度放射性廢物在歷史上導(dǎo)致了一系列問題薛闪。盛放酸液的化學(xué)槽被污染辛馆，反而使放射性廢物的總量增加。

在俄羅斯豁延，民用核電站乏核燃料的后處理是在烏拉爾南部的馬亞克化工聯(lián)合企業(yè)的RT-1設(shè)施進(jìn)行的昙篙。該廠位于車?yán)镅刨e斯克，附近居住著約100萬人写掖。馬雅克化工聯(lián)合企業(yè)最初是為蘇聯(lián)核武器生產(chǎn)钚而建造的揖岔。馬雅克于1948年開始生產(chǎn)武器級钚，助力蘇聯(lián)第一顆核彈的生產(chǎn)侥淤，并在1949年進(jìn)行了試驗(yàn)文荚。

馬雅克也是1957年鮮為人知的“Kyshtym”核事故的發(fā)生地。當(dāng)時(shí)或侥，儲存數(shù)萬噸融解乏核燃料罐子的冷卻系統(tǒng)發(fā)生了爆炸衬械，伴隨產(chǎn)生的放射性云層污染了烏拉爾東部的廣大地區(qū)。Kyshtym核事故的規(guī)模僅次于切爾諾貝利和福島，在國際地震協(xié)會的七級評分中被評為6級辙霎。自那次事故以來隔抒，還發(fā)生了幾起不太嚴(yán)重的事故。

馬雅克的RT-1后處理設(shè)施于1977年開始運(yùn)行淋憋，是目前唯一的民用核燃料后處理設(shè)施课娃。該設(shè)施只能處理來自VVER-440反應(yīng)堆和比里比諾核電站反應(yīng)堆的乏核燃料，其年處理量為400噸桃序。由于俄羅斯唯一的后處理設(shè)施仍然無法處理來自RBMK型反應(yīng)堆的乏核燃料甘有，并且在2016年才開始處理VVER-1000型反應(yīng)堆的廢物，因此俄羅斯核電站的大部分(80%至90%)乏核燃料被臨時(shí)儲存在核電站周邊葡缰。這些乏核燃料有的儲存在乏燃料池中，有的儲存在中央儲存設(shè)施中忱反，有的儲存在西伯利亞中部熱列茲諾戈?duì)査箍说V廠和化工聯(lián)合企業(yè)的VVER-1000燃料中央儲存設(shè)施里泛释。

從VVER-440中產(chǎn)生的乏燃料經(jīng)再加工用于RBMK反應(yīng)堆，但來自RBMK的核燃料無法后處理温算。這是因?yàn)橹钡阶罱＃瑢BMK乏核燃料的后處理一直被認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)槠滟|(zhì)量和濃縮度都很低注竿。然而茄茁，在過去的幾年里，俄羅斯已經(jīng)取得了技術(shù)上的進(jìn)步巩割，使其有利可圖裙顽。目前正在測試的新方法如果成功，將在熱列茲諾戈?duì)査箍送度胧褂眯福抢锎娣胖鴣碜訰MBK反應(yīng)堆的乏核燃料颅网。

在20世紀(jì)70年代，人們認(rèn)為后處理的钚將被用于快速增殖反應(yīng)堆蜈率，這一技術(shù)在當(dāng)時(shí)看似遙遙無期翎憨。一些國家擁有大量的钚，他們希望隨著核技術(shù)的發(fā)展魔辉，重新將這些钚加以利用磨再。在一些地方，經(jīng)過特別改造的壓水式反應(yīng)堆可以使用钚燃料運(yùn)行阀霸。例如位于貝洛亞爾斯克的BN-600反應(yīng)堆莉遥，該反應(yīng)堆最初是作為使用钚燃料的快速增殖反應(yīng)堆。

除了本國乏核燃料莱妥，俄羅斯還在幫助其他國家處理的乏核燃料谋哼。原因是多方面的：其一，俄羅斯可以通過處理乏核燃料盈利。只有處理過的乏核燃料缩铸，才能滿足在來源國存儲的條件俭谨。特別是對于那些境內(nèi)擁有蘇聯(lián)時(shí)代的核反應(yīng)堆的國家來說，俄羅斯原子能公司是一個(gè)很好的合作伙伴径筏，也是市場上唯一能夠隨時(shí)處理來自老式蘇聯(lián)反應(yīng)堆乏核燃料的公司葛假。

其二，從老式蘇聯(lián)反應(yīng)堆乏核燃料中可以提取燃料滋恬。例如聊训，烏克蘭與俄羅斯簽訂了一份合同，允許烏克蘭將其乏核燃料交付給俄羅斯原子能公司進(jìn)行后處理恢氯。烏克蘭有五個(gè)蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的核電站带斑，其中四個(gè)仍在運(yùn)行，總共有15個(gè)運(yùn)行中的反應(yīng)堆勋拟。每年勋磕，烏克蘭在后處理協(xié)議方面的費(fèi)用約為2億美元。只要該協(xié)議還在履行敢靡，烏克蘭就不必為儲存自己生產(chǎn)的乏核燃料而操心挂滓。但合同還約定，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)啸胧，俄羅斯將把后處理產(chǎn)生的玻璃化放射性廢物運(yùn)回烏克蘭赶站，既定時(shí)間最初是2018年。歸根結(jié)底鲫础，烏克蘭應(yīng)該準(zhǔn)備好處理和儲存這些材料惕秧，包括玻璃化的高濃度放射性廢物，但根據(jù)2018年Bellona的一份報(bào)告磺勋，烏克蘭還遠(yuǎn)未準(zhǔn)備好侍除。最近的消息表明，烏克蘭核機(jī)構(gòu)Energoatom將建設(shè)一個(gè)新的綜合體來儲存國內(nèi)的乏核燃料秉疚。但直到2021年初晋蛾，該設(shè)施的建設(shè)尚未開始。

除了烏克蘭椅勿，還有一些國家亟需乏核燃料后處理艳院。由于目前世界上只有俄羅斯、法國和英國三個(gè)國家擁有商業(yè)反應(yīng)堆乏核燃料的后處理設(shè)施扯际，世界上大部分國家可能在不久的將來都會面臨這一問題颠恬。俄羅斯原子能公司表示，他們已經(jīng)開發(fā)出所謂的封閉式燃料循環(huán)注芯，正在運(yùn)行中憾汛，盡管它也承認(rèn)党饮，目前的模式遠(yuǎn)非最佳。

幾年前驳庭，俄羅斯原子能公司估計(jì)刑顺，目前從核后處理中回收的鈾和钚的系統(tǒng)，最多只能回收大約21%的乏輕水反應(yīng)堆燃料饲常。剩下的79%的鈾-238必須被妥善儲存蹲堂。他們也正在開發(fā)新的核燃料循環(huán)，力圖有效利用輕水反應(yīng)堆乏核燃料總能量的77%贝淤。然而柒竞，目前還不清楚具體進(jìn)展如何。在后處理過程中播聪，乏核燃料的放射性水平確實(shí)降低了朽基，但廢物的總量卻增加了。俄羅斯原子能公司實(shí)現(xiàn)封閉式燃料循環(huán)的項(xiàng)目被稱為“Proryv”离陶，意為“突破”踩晶。根據(jù)公司總干事利哈喬夫的說法，這項(xiàng)技術(shù)需要像BN-800或BN-1200這樣的快中子反應(yīng)堆枕磁。利哈喬夫在2017年9月底表示，俄羅斯在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位杖烘，而MBIR(多用途鈉冷快中子反應(yīng)堆)正在開發(fā)中涉捂。

正在德米特羅夫格勒建設(shè)的MBIR將是朝著“Proryv”項(xiàng)目邁出的一步。俄羅斯原子能公司將為MBIR建造一個(gè)核燃料生產(chǎn)設(shè)施于抬，即位于西伯利亞化工廠的布列斯特OD-300反應(yīng)堆渣冒。該項(xiàng)目包括一個(gè)燃料生產(chǎn)/再加工模塊，用于生產(chǎn)高密度鈾钚;一個(gè)帶有BREST反應(yīng)堆的核電站;以及一個(gè)舊燃料回收模塊元邻。BREST-OD-300的核電站將成為實(shí)驗(yàn)性能源綜合體的一部分琅瘦。試驗(yàn)性能源綜合體的一部分，即ODEK咒付，正在建設(shè)乌诚。整個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2026年竣工。

在2017年于倫敦舉行的世界核協(xié)會研討會上枷斩，柳德米拉-扎利姆斯卡婭介紹了俄羅斯原子能公司目前正在開發(fā)的封閉式核燃料循環(huán)的三種方案蜒午，其中提及的Tenex公司是俄羅斯原子能公司的核燃料循環(huán)產(chǎn)品供應(yīng)商。

第一種方案是在現(xiàn)有的核電站中回收鈾和钚味测。鈾用于RBMK反應(yīng)堆截胯，钚用于BN-800快速反應(yīng)堆。第二種方案是所謂的REMIX核燃料循環(huán)起宽。REMIX燃料直接由來自舊燃料后處理的未分離的回收鈾和钚混合而成洲胖，可以用于輕水反應(yīng)堆济榨。使用過的REMIX燃料可以反復(fù)進(jìn)行再加工和循環(huán)利用。第三種情況是一個(gè)由兩部分組成的核電系統(tǒng)绿映，包括輕水反應(yīng)堆和快速堆擒滑。在這種情況下，來自輕水反應(yīng)堆的舊燃料經(jīng)過后處理绘梦，鈾在同一反應(yīng)堆中循環(huán)使用橘忱，钚則在快速堆中循環(huán)使用。扎利姆斯卡婭補(bǔ)充說卸奉，俄羅斯準(zhǔn)備向沒有此類技術(shù)的國家提供從燃料供應(yīng)到廢燃料再處理的“全套服務(wù)”钝诚。她補(bǔ)充說，乏核燃料的數(shù)量將繼續(xù)增加榄棵，到2050年全世界將達(dá)到約100萬噸凝颇。她說，從這些廢舊燃料中提取的鈾和钚將足以為至少140個(gè)1GW輕水反應(yīng)堆提供60年的燃料疹鳄。“考慮如何將今天的負(fù)擔(dān)變成寶貴的資源是有意義的”末瘾。

簡而言之，俄羅斯原子能公司在全球范圍內(nèi)展開核電站的競標(biāo)摹钳，可能進(jìn)一步為其建造的反應(yīng)堆爭取燃料再處理合同讼舰。他們直言不諱，后處理是實(shí)現(xiàn)核物質(zhì)的與自然界的交換疲席，最終還會向自然界歸還他們從中獲取的放射性物質(zhì)沦望。