В исследовательском реакторе МИР.М1 в димитровградском НИИ атомных реакторов (АО "ГНЦ НИИАР", предприятие Научного дивизиона госкорпорации "Росатом") впервые начались испытания ядерного топлива для реакторов ВВЭР с выгорающим поглотителем нейтронов эрбием и обогащением по изотопу уран-235 порядка 5%.

     В настоящее время основной парк атомных энергоблоков в мире работает на ядерном топливе с обогащением по изотопу уран-235 менее 5% (главным образом в диапазоне 3-4,95%), что соответствует международным нормам для топлива энергетических реакторов большой мощности (за исключением реакторов на быстрых нейтронах, станций малой и средней мощности и исследовательских реакторов).

     Это первый шаг в рамках проекта поэтапного обоснования ядерного топлива с обогащением выше 5%. Внедрение такого топлива имеет большой потенциал для увеличения экономической эффективности атомной энергетики и повышения конкурентоспособности АЭС по сравнению с другими источниками энергии. По оценкам ученых "Росатома", это позволит увеличить топливную кампанию реактора с нынешних 12-18 месяцев до 24 месяцев, то есть энергоблоки будут реже останавливаться для замены облученного топлива на свежее и производить больше электроэнергии. Дополнительный экономический эффект можно также получить за счет уменьшения количества кассет свежего ядерного топлив, требующихся для одной перегрузки, а также за счет потенциального увеличения мощности реактора.

     Программа испытаний в исследовательском реакторе МИР.М1 рассчитана на четыре годичных цикла облучения. Для этого на Машиностроительном заводе в Электростали (АО "МСЗ", предприятие Топливного дивизиона "Росатома") была изготовлена экспериментальная сборка, состоящая из 12 тепловыделяющих элементов (твэлов) типоразмера ВВЭР-1000 на базе уран-эрбиевого топлива. При этом топливо ВВЭР с уран-эрбиевой композицией загружено в реактор впервые. По оценкам ученых эрбий лучше подходит в качестве поглотителя нейтронов для эксплуатации топлива с обогащением выше 5% в топливных циклах более 18 месяцев, чем стандартный для реакторов ВВЭР гадолиний (выгорающий поглотитель добавляют в ядерное топливо для компенсации реактивности в активной зоне реактора). Для изготовления экспериментальных твэлов был использован многолетний опыт АО "МСЗ" в фабрикации уран-эрбиевого топлива для канальных реакторов РБМК.

     Результаты исследований помогут создать технологию серийного производства уран-эрбиевого топлива для реакторов ВВЭР, а также обосновать эксплуатацию такого топлива на АЭС российского дизайна.

     "Повышение обогащения урана до 6%, а в перспективе - до 7-8% - это общемировой тренд и задача, над которой работают ключевые игроки глобального рынка. До сих пор эффективность реакторов повышали за счет внедрения новых конструкций и модификаций тепловыделяющих сборок. Главным образом, большая часть этих инноваций заключалась в том, чтобы увеличить физический объем обогащенного урана в твэле и в конечном итоге производить больше энергии за счет одной топливной кассеты. Сейчас атомная энергетика подошла к развилке, когда для дальнейшей оптимизации экономики АЭС, вероятно, требуется перешагнуть пятипроцентный порог обогащения урана для тепловых реакторов большой мощности. Учитывая, что в активной зоне современных реакторов ВВЭР - 163 ТВС, а в каждой из них - более 500 кг урана, эффект от повышения обогащения всего на 1% уже будет очень существенным", - отметил вице-президент по научно-технической деятельности АО "ТВЭЛ" Александр Угрюмов.


     Источник:
     https://tvel.ru/