Первая в мире полномасштабная тепловыделяющая сборка с толерантным топливом завершила второй цикл эксплуатации в коммерческом ядерном реакторе. После успешного прохождения испытаний она была вновь загружена в реактор энергоблока АЭС Calvert Cliffs компании Constellation для третьего 24-месячного цикла.
Головная сборка с усовершенствованным толерантным топливом (E-ATF) была впервые загружена во второй энергоблок станции в штате Мэриленд еще в 2021 году. Проработав 24 месяца, она была извлечена, изучена и снова помещена в активную зону на следующие два года. Специалисты компаний Framatome и Constellation проводили инспекцию сборки во время плановых остановок на перегрузку топлива весной 2023 и 2025 годов – после завершения первого и второго циклов эксплуатации в водо-водяном энергетическом реакторе (PWR). Ожидается, что третий цикл завершится весной 2027 года, после чего сборку отправят в одну из национальных лабораторий Министерства энергетики США (DOE) для проведения послереакторных исследований, которые помогут в процессе лицензирования новой технологии.
Толерантное топливо, или ATF, – это обобщающий термин для целого ряда новых технологий, повышающих устойчивость топлива для легководных реакторов в условиях тяжелых аварий. Кроме того, такое топливо призвано улучшить эксплуатационные и экономические показатели реакторов. Его разработка включает использование инновационных материалов и конструкций как для оболочек тепловыделяющих элементов, так и для топливных таблеток.
Данная топливная сборка состоит из 176 стержней с хромовым покрытием и топливных таблеток с добавками оксида хрома. По заявлению Министерства энергетики США, поддерживающего программу Framatome PROtect E-ATF, эти усовершенствования позволяют топливу лучше реагировать на изменения в активной зоне реактора, а также снижают коррозию и образование водорода при высоких температурах.
Сборка была изготовлена на заводе Framatome в Ричленде, штат Вашингтон, в рамках контракта с Constellation от 2019 года. Примечательно, что таблетки с добавками оксида хрома, которые в Ричленде могут производиться в промышленных масштабах, уже стали стандартным элементом в конструкции топлива ATRIUM 11 от Framatome для кипящих реакторов. По данным компании, это топливо уже используется при перегрузках на восьми коммерческих АЭС в США.
«Эффективность нашей технологии продолжает демонстрировать высокий профессионализм наших сотрудников, способных разрабатывать безопасные и экономически выгодные решения для наших клиентов и всей отрасли, – заявил Лайонел Гайффе, старший исполнительный вице-президент топливного подразделения Framatome. – Команда Constellation сыграла ключевую роль в достижении этого рубежа, став лидером в отрасли по интеграции характеристик толерантного топлива в свою эксплуатационную практику».
Прототип топлива, созданный на основе предыдущих испытаний в США и Швейцарии в рамках программы PROtect, может стать первым крупным обновлением технологий ядерного топлива с 1970-х годов. «Это государственно-частное партнерство помогает удовлетворять энергетические потребности страны, – подчеркнул Фрэнк Голднер, руководитель федеральной программы по толерантному топливу в DOE. – Данная топливная сборка продолжит работать в коммерческих условиях, предоставляя важнейшие данные для достижения энергетических целей нации».
По информации Министерства энергетики США, компании Framatome, GE Vernova и Westinghouse активно испытывают свои концепции нового топлива на коммерческих реакторах по всей стране. Целью этой масштабной работы является широкое внедрение технологии толерантного топлива в атомной отрасли к 2030 году.
