«Росатом» начинает испытания реактора с целью увеличения обогащения ядерного топлива

Российский «Росатом» проводит испытания ядерного топлива ВВЭР, содержащего поглотитель нейтронов эрбий и уран, обогащенный примерно до 5%. В нем говорится, что такое топливо может значительно повысить экономическую эффективность атомных электростанций.

Облучение происходит в исследовательском реакторе МИР.М1 Димитровградского научно-исследовательского института ядерных реакторов и рассматривается как первый шаг в постепенной валидации ядерного топлива с обогащением выше 5% — существующий показатель обычно составляет от 3% до 4,95%.

Росатом заявляет, что это позволит продлить текущие 12-18-месячные топливные кампании до 24 месяцев — сокращение продолжительности работы установок необходимо отключить для дозаправки. Сокращение количества пучков свежего топлива в перегрузочной партии также окажет положительное экономическое влияние, говорят в компании.

Испытание будет проходить в форме четырех годичных циклов облучения на MIR.M1, исследовательском реакторе, работающем с 1967 года. Это реактор канального типа с бериллиевым замедлителем и отражателем, имеющий петлевое оборудование с различными теплоносителями. Топливное подразделение «Росатома» ТВЭЛ изготовило 12 тепловыделяющих элементов размером ВВЭР-1000 с урано-эрбиевой матрицей — впервые эта смесь топлива ВВЭР была загружена в реактор и смогла использовать свой опыт изготовления уран-эрбиевого топлива для Реакторы типа РБМК. 

По данным «Росатома», «эрбий лучше подходит в качестве поглотителя нейтронов для работы топлива с обогащением выше 5% в топливных циклах дольше 18 месяцев по сравнению с гадолинием, который используется в качестве обычного поглотителя для реакторов ВВЭР (поглотитель добавляется в ядерное топливо для компенсации реактивности в активной зоне реактора)».

Александр Угрюмов, вице-президент по исследованиям и разработкам ТВЭЛ, заявил: «Повышение обогащения урана до 6%, а в долгосрочной перспективе до 7-8% — это общемировой тренд и задача, над которой работают лидеры отрасли. До сих пор эффективность реактора повышалась за счет внедрения новых конструкций и модификаций тепловыделяющих сборок. В основном большинство этих нововведений были направлены на увеличение физического объема обогащенного урана в топливном элементе и в конечном итоге производят больше энергии из одного топливного пучка. В настоящее время отрасль достигла развилки дорог, где дальнейшее повышение производительности АЭС, вероятно, требует пересечения порога обогащения в 5% для тепловых реакторов высокой мощности. Учитывая, что в активной зоне современных реакторов ВВЭР находятся 163 тепловыделяющие сборки, и каждая из них содержит более 500 кг урана, влияние от увеличения обогащения всего на 1% уже будет весьма значительным.

Результаты испытаний будут использованы в рамках разработки уран-эрбиевого топлива для реакторов ВВЭР, а также валидации такого топлива для атомных электростанций российской разработки.