В «Росатоме» началась эксплуатация ядерного топлива пятого поколения

Во время останова на плановый ремонт в реактор ВВЭР‑1200 энергоблока № 6 Нововоронежской АЭС впервые загрузили партию ядерного топлива инновационной конструкции ТВС‑5. Три тепловыделяющие сборки (ТВС) пятого поколения изготовил Новосибирский завод химконцентратов (входит в топливный дивизион «Росатома»).

Сейчас топливная композиция в новой оболочке, как и стандартное топливо для реакторов ВВЭР, создана на базе диоксида обогащенного урана. Все в соответствии с условием действия лицензии от Ростехнадзора. Такие свежие кассеты не являются радиоактивными, пока не побывают в реакторе. Поэтому сотрудники отдела радиационной безопасности АЭС, контролирующие формирование чехлов с топливом, могли безопасно находиться рядом, прикасаться к сборкам.

Опытные сборки будут проходить реакторные испытания в течение трех топливных кампаний, каждая по 18 месяцев, то есть ближайшие 4,5 года. Все необходимые расчетные и стендовые испытания проведены, и теперь необходимо испытать конструкцию ТВС‑5 в промышленных условиях, посмотреть, как она поведет себя в эксплуатации. Все это время специалисты будут тщательно контролировать различные параметры топлива, чтобы получить данные о его поведении под облучением. Результатом должен стать первый опыт эксплуатации и подтверждение работоспособности и безопасности эксплуатации инновационной конструкции ТВС.

После обоснования обновленной конструкции железа в реактор ВВЭР планируется загрузить уже уранплутониевое топливо. Оно содержит радиоактивные продукты деления урана и плутония, поэтому радиоактивно. Главный расчет при его создании — полностью автоматизированный технологический процесс производства на заводе-­изготовителе. Новая конструкция позволяет проводить не только дистанционную сборку пучка твэлов без непосредственного участия человека, но и дает возможность разборки ТВС после облучения в реакторе.

Одна из задач замыкания ядерного топливного цикла — внедрение топлива из регенерированных ядерных материалов, в том числе для классических реакторов на тепловых нейтронах. Реакторы этого типа составляют основу атомной энергетики в России и широко используются за рубежом на АЭС российского дизайна.

«Инновационные сборки загружены в реактор Нововоронежской станции в соответствии со стратегией развития ядерной энергетики России, рассчитанной на десятилетия вперед. Ее основной потенциал роста связан с развитием технологии замыкания ядерного топливного цикла и переходом к двухкомпонентной ядерно-энергетической системе, — пояснил замначальника отдела ядерной безопасности и надежности Нововоронежской АЭС Дмитрий Колотушкин. — В такой системе должны быть органично связаны действующие и сооружаемые блоки с реакторами как на тепловых нейтронах, так и реакторы на быстрых нейтронах, мощности по переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и утилизации радиоактивных отходов, а также по фабрикации ядерного топлива из продуктов переработки ОЯТ. Испытания новой конструкции топливных сборок — это первый шаг в реализации этой стратегии на реакторах типа ВВЭР».

Уранплутониевое топливо для реакторов на тепловых нейтронах — наиболее современная и перспективная разработка в мире. Российское уранплутониевое топливо предполагает возможность загрузки 100 % активной зоны и многократный рецикл ядерных материалов. Фактически это отработавшее ядерное топливо, которое после цикла переработки вновь вернулось в эксплуатацию. Его еще называют МОКС-топливом (от англ. mixed-oxide fuel) — ядерным топливом, содержащим диоксиды плутония и обедненного урана. Использование подобного МОКС-топлива позволяет сократить использование природного урана и, главное, решить вопрос с накоплением радиоактивных отходов и ОЯТ, поскольку они будут вовлечены в дальнейшее производство электроэнергии. Таким образом эффективность использования сырья переходит на новый, ранее недоступный уровень.

Добавим, что плановый ремонт, в ходе которого в реактор блока № 6 было загружено новое топливо, завершили на трое суток раньше срока. Это позволило дополнительно выработать более 73 млн кВт·ч.

до 97 %

массы отработавшего ядерного топлива составляют делящиеся ядерные материалы, которые можно использовать вновь