ВНИИНМ разрабатывает топливо для АЭС малой мощности

Как малышам нужно особое питание, так и атомным станциям малой мощности нужно особое топливо — ​дисперсионное. И разница не только в размере твэлов. Разбираемся в особенностях состава и конструкции с разработчиком — ​ВНИИНМ им. Бочвара.

ЧТО ЭТО?

Атомные станции малой мощности (АСММ) — ​класс АЭС с электрической мощностью, не превышающей 300 МВт, и тепловой мощностью не более 500 МВт.

ГДЕ НУЖНЫ АСММ

• Регионы с децентрализованным электроснабжением.

• Добывающие и перерабатывающие предприятия в удаленных районах.

• Регионы и страны с невысокой потребностью в электроэнергии.

ПРЕИМУЩЕСТВА АСММ

Компактный размер, позволяющий размещать станции в удаленных районах на небольших площадках.

Небольшой срок строительства по сравнению с крупными энергообъектами.

Возможность использования не только для получения энергии и тепла, но и для опреснения морской воды.

Минимальные объемы и стоимость капитального строительства на площадке АЭС: все сложные высокотехнологичные операции — ​на заводе, на площадке — ​только сборка.

Экологически чистый источник энергии.

Простота в обслуживании, не нужно много персонала.

ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИИ

• Цилиндрические твэлы с компенсатором распухания. Предусмотрены дистанционирующие решетки в активной зоне.

• Монолитные самодистанционирующиеся твэлы.

ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ АСММ

• Длительная топливная кампания — ​10–30 лет без перегрузки в зависимости от типа и мощности АСММ.

• Надежность: активная зона малой АЭС неремонтопригодна, нельзя выгрузить и заменить отдельные топливные элементы, возможна только замена всей зоны.

• Минимальный рост активности теплоносителя первого контура при случайной разгерметизации отдельных твэлов.

Геннадий Кулаков
Директор научно-исследовательского твэльно-топливного отделения, ВНИИНМ

— Для перспективных российских проектов малых АЭС выбран единый материал оболочки твэлов — ​хромоникелевый сплав 42ХНМ. Он прошел проверку временем, сплав широко используется как материал оболочек элементов (твэлов, стержней выгорающего поглотителя и пусковых источников нейтронов) активных зон атомных ледоколов с длительным сроком службы, до 12 лет. С начала 2000-х годов 42ХНМ используется в качестве оболочечного материала системы управления и защиты отечественных и зарубежных реакторов ВВЭР‑1000. За все время эксплуатации не было ни одного случая разгерметизации изделий с оболочками из сплава 42ХНМ.

Основная сложность для разработчиков топлива АСММ — ​в обосновании ресурса и срока службы элементной базы активных зон АСММ. Твэлам предстоит отработать в реакторе от 10 до 30 лет. Мы не можем позволить себе проводить такие длительные эксперименты в исследовательских реакторах, поэтому ресурсные характеристики элементов обосновываются с помощью расчетных моделей. Но мы в них абсолютно уверены: в нашем отделении накоплена большая база данных и знаний, которая позволяет в кратчайшие сроки спроектировать топливо практически для любого водо-водяного реактора.