Первый энергоблок Балаковской АЭС начал опытно-промышленную эксплуатацию тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым МОКС-топливом. В ходе плановой перезагрузки в активную зону реактора ВВЭР-1000 загрузили три инновационные кассеты, каждая из которых содержит 312 тепловыделяющих элементов (твэлов). Особенность новых сборок заключается в использовании комбинированного подхода: 18 твэлов в каждой кассете заправлены МОКС-топливом, а их оболочки выполнены из циркониевого сплава с защитным хромовым покрытием.
Интеграция таких материалов необходима для замыкания ядерного топливного цикла. Если раньше использование смешанного оксидного топлива считалось возможным преимущественно в реакторах на быстрых нейтронах, то теперь испытания направлены на его внедрение в парк водо-водяных энергетических реакторов на тепловых нейтронах. Именно такие установки составляют основу современной мировой атомной энергетики. Новая технология позволяет повторно использовать обедненный уран и плутоний, выделенные из отработавшего топлива, что значительно расширяет ресурсную базу отрасли.
Параллельно с изменением состава топлива специалисты тестируют решения для повышения безопасности. Хромирование оболочек твэлов, созданное в рамках программы по разработке толерантного топлива (ATF), увеличивает устойчивость конструкций к экстремальным нагрузкам в случае аварийных ситуаций. Кроме того, технология обеспечивает возможность полностью автоматизированного производства – оно исключает ошибки персонала и минимизирует радиационное воздействие на сотрудников заводов.
Текущие испытания продолжают серию тестов инновационного топлива на этой площадке. Ранее на первом блоке Балаковской АЭС завершился полный цикл эксплуатации кассет с РЕМИКС-топливом (REMIX). Оно также производится из смеси регенерированного урана и плутония, однако содержание последнего в нем ниже, чем в МОКС-топливе. Характеристики РЕМИКС-топлива позволяют применять его в стандартных реакторах ВВЭР без перепроектирования установки или замены систем управления.
Стратегия российской атомной отрасли предполагает переход к двухкомпонентной энергетической системе – модели, в которой реакторы на быстрых и тепловых нейтронах работают в единой связке, а отработавшее топливо одних блоков становится сырьем для производства свежего топлива для других. Сейчас топливный дивизион «Росатома» (ТВЭЛ) работает над созданием сборок пятого поколения для реакторов ВВЭР-1200 и совершенствует методы автоматизированного изготовления топливных таблеток, чтобы в будущем объединить эти решения в одном продукте.
