Новый тип ядерного топлива впервые загрузили в крупный коммерческий реактор в России

На Балаковской АЭС в Саратовской области началась опытная эксплуатация «толерантного» топлива в реакторе ВВЭР-1000. Об этом сообщила пресс-служба АО «ТВЭЛ» топливного дивизиона «Росатома».

Изображение: Росатом

Речь идет о первом применении такого решения в коммерческом реакторе большой мощности. По итогам планово-предупредительного ремонта в активную зону энергоблока №1 были загружены три топливные кассеты в инновационном исполнении. Каждая кассета включает 312 тепловыделяющих элементов (твэлов) с хромовым покрытием поверх традиционного циркониевого сплава. Из них 18 твэлов содержат уран-плутониевую топливную композицию, то есть МОКС-топливо (Mixed-Oxide fuel).

В «ТВЭЛ» подчеркивают, что сочетание МОКС-топлива и хромированных оболочек твэлов имеет стратегическое значение. Оно позволяет продвигать технологии замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) не только в реакторах на быстрых нейтронах, но и в традиционных тепловых водо-водяных реакторах, которые сегодня являются основой мировой и российской атомной энергетики.

МОКС-топливо производится не из обогащенного природного урана, как классическое ядерное топливо, а из оксида плутония, выделенного из уже облученного топлива, и оксида обедненного урана. Такой подход позволяет повторно использовать вторичные материалы ядерного производства и сокращать потребность в природном сырье. По оценке ТВЭЛ, новое решение способно снизить потребление природного урана более чем на 20%.

Как отметил начальник отдела ядерной безопасности и надежности Балаковской АЭС Владимир Дергачев, опытная эксплуатация проводится в координации с Ростехнадзором и в соответствии с лицензией регулятора. Перед загрузкой в ВВЭР-1000 МОКС-твэлы прошли испытания на площадках научного дивизиона «Росатома» — в исследовательском реакторе АО «ГНЦ НИИАР», а также на критическом стенде БФС-1 в АО «ГНЦ РФ — ФЭИ».

Отдельно в компании подчеркивают и роль так называемого толерантного топлива — Accident Tolerant Fuel. Это топливо нового поколения, рассчитанное на более высокую устойчивость к тяжелым запроектным авариям, например, к потере охлаждения. Хромированная оболочка повышает стойкость твэлов при высоких температурах и снижает риски, связанные с пароциркониевой реакцией, выделением водорода и повреждением активной зоны.

Кроме того, свойства новых оболочек важны и с производственной точки зрения. В ТВЭЛ отмечают, что они потенциально позволяют перейти к более глубокой автоматизации производства топливных сборок, что особенно важно для МОКС-топлива, где снижение участия человека помогает уменьшить радиационное воздействие на персонал.

Таким образом, запуск опытной эксплуатации на Балаковской АЭС можно рассматривать как важный шаг к более широкому использованию элементов замкнутого топливного цикла в классических реакторах и к развитию более безопасного и ресурсосберегающего ядерного топлива нового поколения.