Первые экспериментальные тепловыделяющие сборки загружены в водяные петли исследовательского реактора НИИАР в Димитровграде

Госкорпорация «Росатом» начала реакторные испытания российских опытных образцов так называемого толерантного ядерного топлива, применение которого на АЭС, как считается, поможет предотвращать аварии, подобные фукусимской.

«Первые экспериментальные тепловыделяющие сборки (ТВС) российского производства на базе толерантного ядерного топлива загружены в водяные петли исследовательского реактора МИР в Государственном научном центре НИИАР (Димитровград, Ульяновская область) для проведения испытаний», — сообщила в понедельник топливная компания Росатома ТВЭЛ.

Две экспериментальные ТВС, изготовленные на предприятии ТВЭЛ Новосибирском заводе химконцентратов, состоят из тепловыделяющих элементов (твэлов) с четырьмя различными сочетаниями материалов оболочки и топливной матрицы, отмечается в сообщении. Топливные таблетки изготовлены как из традиционного диоксида урана, так и уран-молибденового сплава с повышенной плотностью и теплопроводностью. В качестве материалов оболочек твэлов использованы либо циркониевый сплав с хромовым покрытием, либо хром-никелевый сплав.

Эти варианты исполнения твэлов направлены на то, чтобы или практически избежать развития так называемой аварии с потерей теплоносителя, или снизить количество накопленного в активной зоне реактора тепла — тем самым отсрочить утяжеление аварийной ситуации и дать время для принятия мер по ее прекращению.

Каждая ТВС содержит по 24 твэла с различными сочетаниями материалов. В реакторе МИР для топливных кассет будут создаваться условия, максимально приближенные к условиям эксплуатации и параметрам теплоносителей энергетических водо-водяных российских реакторов типа ВВЭР и зарубежных реакторов типа PWR.

Первая фаза реакторных испытаний и послереакторных исследований образцов российского толерантного топлива завершится в 2019 году. На основании полученных данных предстоит определить оптимальное сочетание материалов оболочки, а также выполнить расчеты и обоснования нейтронно-физических характеристик активных зон водо-водяных реакторов. «Следующим важным этапом станет загрузка в энергетический реактор одной из российских АЭС опытных тепловыделяющих сборок с отдельными твэлами в «толерантном» исполнении», — говорится в сообщении.

Зачем нужно толерантное топливо

Работы по созданию устойчивого к авариям толерантного ядерного топлива (accident tolerant fuel, ATF) в настоящее время активно идут в мире, стимулом к этому стала авария на японской АЭС «Фукусима-1» в марте 2011 года. Тогда после цунами, вызванного мощным землетрясением, обесточились энергоблоки станции, прекратилась подача охлаждающей воды в активные зоны их реакторов, произошел перегрев ядерного топлива. В результате повышения температуры циркониевых оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) возникла так называемая пароциркониевая реакция, сопровождавшаяся выделением дополнительного большого количества тепла и водорода, который взорвался, что привело к разрушению конструкций энергоблоков и выходу радиоактивных веществ в окружающую среду.

Практически сразу после этой аварии в странах с развитой атомной энергетикой активизировались разработки по предотвращению возможности возникновения пароциркониевой реакции, в том числе благодаря применению различных комбинаций оболочек твэлов и их начинки — топливных композиций. По мнению экспертов, страна, которая первой решит задачу создания эффективно работающего толерантного ядерного топлива, потеснит конкурентов на мировом рынке производителей топлива для АЭС.

В 2018 году американо-японская транснациональная корпорация «Global Nuclear Fuel» начала реакторные испытания опытной партии своего толерантного ядерного топлива на АЭС «Хатч-1» в США. Французская Framatome планирует в текущем году поставить на испытания свои толерантные твэлы на американский энергоблок «Арканзас-1». Американская Westinghouse намерена также в 2019 году начать реакторные испытания образцов собственного толерантного топлива на АЭС «Байрон» в США.

Источник: РИА Новости