Новое решение может сократить потребление природного урана в атомной энергетике более чем на 20%.
МОСКВА, 7 апреля (BigpowerNews) — Росатом впервые применил в коммерческом
ВВЭР-реакторе большой мощности «толерантное» МОКС-топливо, говорится в
совместном пресс-релизе АО «Концерн Росэнергоатом» (Электроэнергетический
дивизион «Росатома») и АО «ТВЭЛ» (управляющая компания Топливного
дивизиона «Росатома»).
«На энергоблоке № 1 Балаковской АЭС в Саратовской области по итогам
планово-предупредительного ремонта в реактор ВВЭР-1000 были загружены три
топливные кассеты в инновационном исполнении. Каждая из них содержит по
312 тепловыделяющих элементов (твэлов) с хромовым покрытием поверх
классического циркониевого сплава, при этом 18 из этих твэлов имеют
уран-плутониевую топливную композицию (МОКС-топливо)», — говорится в
пресс-релизе.
МОКС-технология позволяет использовать для производства свежего топлива
вторичные материалы ядерного производства – обедненный уран и плутоний,
извлеченный из облученного ядерного топлива.
«Хромированные оболочки твэлов, изначально разработанные для «толерантного»
топлива, не только повышают устойчивость и безопасность активной зоны в случае
тяжелых запроектных аварий, но и за счет свойств своей поверхности позволяют
перейти к полностью автоматизированной «безлюдной» фабрикации тепловыделяющих
сборок — отказаться от тех операций при изготовлении топливных кассет, где в
настоящее время используется ручной труд. Для минимизации радиационного
воздействия на производственный персонал промышленная фабрикация
уран-плутониевого топлива должна быть полностью автоматизированной», —
поясняется в сообщении.
Первым решением «Росатома» по уран-плутониевой композиции для реакторов ВВЭР
стало РЕМИКС-топливо – его опытно-промышленная эксплуатация успешно завершилась
на Балаковской АЭС в марте 2026 года. При этом использование МОКС-топлива в
реакторах ВВЭР открывает новые возможности. Содержание плутония – в несколько
раз выше по сравнению с РЕМИКС-топливом, а кроме того, оно содержит не
обогащенный, а обедненный уран. Как говорят в Росатоме, в перспективе это дает
возможность оптимизировать экономику фабрикации топлива, более гибко
использовать регенерированные ядерные материалы, а также использовать
накопленные в отрасли запасы обедненного урана.
По расчетам «Росатома», если тепловыделяющую сборку ВВЭР на 25%
укомплектовать твэлами на базе МОКС-топлива, а на остальные 75% — стандартными
твэлами с обогащенным ураном (в том числе – регенерированным), то по содержанию
плутония это будет эквивалентно РЕМИКС-ТВС, полностью состоящей из твэлов на
базе уран-плутониевого топлива. Рабочее название для подобной гибридной ТВС со
смешанным типом топлива – «гетерогенный РЕМИКС». Расчеты Топливного дивизиона
«Росатома» для новых энергоблоков с реакторами ВВЭР-1200 показывают, что
внедрение «гетерогенного РЕМИКС-топлива» позволит сократить потребление
природного урана на жизненном цикле АЭС более чем на 20%.
«Стратегическая цель «Росатома» и наш образ будущего – это двухкомпонентная
ядерная энергетическая система, в которой «быстрые» и «тепловые» реакторы
функционируют в замкнутом топливном цикле, а отработавшее топливо одних
установок становится сырьем для свежего топлива других реакторов. Все что мы
делаем в научно-технологических проектах по топливу для ВВЭР, посвящено главным
образом этой цели. Сегодня у нас уже проходят опытную эксплуатацию и
конструкция тепловыделяющей сборки пятого поколения для ВВЭР-1200, и твэлы с
МОКС-топливом и хромированными оболочками. Есть даже проект новой технологии
изготовления топливных таблеток для «безлюдной» фабрикации. В дальнейшем мы
планируем объединить все эти новые решения по материалам, конструкциям и
технологиям фабрикации в одном продукте», — отметил старший
вице-президент по научно исследовательской деятельности АО
«ТВЭЛ» (управляющая компания Топливного дивизиона «Росатома») Александр
Угрюмов.
«Опытная эксплуатация МОКС-топлива на Балаковской АЭС осуществляется в
строгой координации с Ростехнадзором и в соответствии с лицензией, выданной
регулятором. Перед загрузкой инновационного топлива в активную зону ВВЭР-1000
«Росатом» провел испытания МОКС-твэлов на предприятиях своего научного
дивизиона – в исследовательском реакторе в АО «ГНЦ НИИАР», а также на
критическом стенде БФС-1 АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», – отметил начальник отдела ядерной
безопасности и надежности Балаковской АЭС Владимир Дергачёв.
Фабрикация инновационных топливных кассет была выполнена в широкой
отраслевой кооперации, в которой участвовал Горно-химический комбинат (ФГУП
«ГХК», Экологический дивизион «Росатома»), а также предприятия Топливного
дивизиона, в том числе, АО ЧМЗ, АО «МСЗ», ПАО «НЗХК» и АО «СХК».
МОКС-топливо (от англ. Mixed-Oxide fuel) изготавливается с
использованием обедненного урана и плутония. В отличие от традиционного для
атомной энергетики обогащенного урана, сырьём для производства таблеток
МОКС-топлива выступают оксид плутония, наработанного в энергетических
реакторах, и оксид обедненного урана.
Сбалансированный ядерный топливный цикл (СбЯТЦ) – это такая
разновидность цикла, при которой облученное ядерное топливо эффективно
перерабатывается, а также обеспечивается рациональное обращение с продуктами
переработки, как полезными (уран, плутоний), так и направляемыми на захоронение
(продукты деления). СбЯТЦ ставит своей основной задачей принципиальное снижение
объема и активности радиоактивных отходов, направляемых на захоронение.
Сбалансированный ЯТЦ позволяет: повысить безопасность обращения с отходами
ядерной энергетики и снизить экологические риски; решить проблему будущих
поколений и обеспечить устойчивую модель потребления и производства;
минимизировать объемы и степени опасности подлежащих захоронению отходов;
повторно вовлечь ценное сырье в ЯТЦ – рециклировать ядерные материалы.