Исследователи Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США приступили к послереакторным исследованиям топлива с высоким выгоранием от компании GE Vernova. Топливные стержни провели шесть лет в коммерческом реакторе, что является важным шагом на пути к созданию более эффективного и безопасного ядерного топлива.
Лаборатория изучает партию топливных стержней, произведенных компанией Global Nuclear Fuel – совместным предприятием GE Vernova и Hitachi, Ltd. Изначально топливные сборки были загружены в один из американских реакторов на два 24-месячных цикла. Затем лицензия была продлена, что позволило использовать их в течение дополнительного цикла, превысив текущие пределы, установленные Комиссией по ядерному регулированию США.
Топливо с высоким выгоранием позволяет более полно использовать делящийся материал, что увеличивает продолжительность рабочих циклов. Ожидается, что со временем это повысит ядерную безопасность за счет сокращения количества необходимых топливных сборок и уменьшит объем отработавшего топлива, требующего обращения. Кроме того, такое топливо может способствовать увеличению мощности действующих АЭС. Министерство энергетики США поддерживает его разработку в рамках своей Программы по созданию толерантного к авариям топлива.
Топливные сборки, доставленные в PNNL, включают стержни полной и частичной длины – особенность, характерная для топлива кипящих водородных реакторов. Таблетки внутри содержат гадолиний, который поглощает нейтроны, улучшая использование делящегося материала на протяжении всего рабочего цикла. Стержни были извлечены из реактора в 2023 году, и в ближайшие несколько лет специалисты PNNL будут анализировать влияние дополнительных циклов на состояние топлива и его оболочки.
Как заявили в GE Vernova, эти исследования поддерживают усилия Global Nuclear Fuel по разработке, инжинирингу и лицензированию, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу топлива в расширенных условиях эксплуатации. Аналогичные испытания облученных топливных стержней GNF2 начались в Ок-Риджской национальной лаборатории в прошлом году. Партия, отправленная в PNNL, была подобрана так, чтобы дополнить работу, проводимую в Ок-Ридже. «В рамках этой инициативы важно собрать данные о поведении облученного топлива в различных условиях эксплуатации и при разных вариантах водно-химического режима для получения лицензионных разрешений и поддержки успешного внедрения в масштабах всего парка реакторов», – сообщили в GE Vernova изданию World Nuclear News.
Конструкция исследуемого топлива идентична той, что будет использоваться в начальных загрузках активной зоны малого модульного реактора (ММР) BWRX-300 от GE Vernova. Данные, полученные в ходе программы, послужат основой для улучшения экономических показателей топливных циклов BWRX-300, включая их потенциальное продление до 36–48 месяцев.
«Исследование этих стержней – следующий шаг в нашем постоянном стремлении разрабатывать более эффективное, безопасное и надежное топливо, – заявил Крейг Рэнсон, генеральный директор по действующим установкам GE Vernova Hitachi Nuclear Energy. – Мы гордимся тем, что участвуем в этом сотрудничестве с Министерством энергетики США, PNNL и нашими партнерами-энергокомпаниями на благо всей отрасли».
Фрэнк Голднер, руководитель федеральной программы по толерантному к авариям топливу в Управлении ядерной энергии МЭ США, назвал начало исследований в PNNL важной вехой. «Разработка этого топлива может также способствовать выполнению указа администрации Трампа по увеличению мощности действующих электростанций на пять гигаватт к 2030 году, и топливо с высоким выгоранием может сыграть в этом большую роль», – отметил он. Программа МЭ США поддерживает компании GE Vernova, Framatome и Westinghouse, которые испытывают свои концепции топлива в коммерческих реакторах США с целью их широкого внедрения к 2030 году.
