Выполнены новые этапы разработки российского толерантного топлива для АЭС

04.03.2021

В Топливном дивизионе Росатома выполнены плановые этапы в рамках разработки российского толерантного топлива нового поколения безопасности.

В исследовательском реакторе МИР в АО «ГНЦ НИИАР» завершился второй цикл облучения тепловыделяющих сборок с экспериментальными твэлами для реакторов ВВЭР и PWR в «толерантном» исполнении. Каждая из двух экспериментальных топливных кассет содержала по 24 твэла с четырьмя различными сочетаниями материалов оболочки и топливной композиции. Топливные таблетки были изготовлены из традиционного диоксида урана, а также уран-молибденового сплава с повышенной плотностью и теплопроводностью. После первого и второго циклов облучения по несколько твэлов из каждой топливной кассеты были извлечены для послереакторных материаловедческих исследований, вместо них были установлены новые необлученные образцы. После двух циклов облучения в реакторе «МИР» все твэлы герметичны.

Дополнительно по заказу АО «ТВЭЛ» во ВНИИНМ им. академика А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ») началось выполнение НИОКР по разработке технологии изготовления таблеток толерантного топлива из дисилицида урана (соединение урана и кремния - U3Si2). Уже изготовлен экспериментальный слиток из U3Si2 для последующей отработки технологии изготовления порошка и таблеток.

«Новое исследование по толерантному топливу обусловлено тем, что дисилицид урана обладает рядом преимуществ. Во-первых, это высокая плотность и ураноемкость, которая может позволить перейти к более длинным топливным циклам без увеличения обогащения по урану-235. Во-вторых - высокая теплопроводность и низкая теплоемкость, что означает меньше запасенного тепла в активной зоне реактора и более низкую температуру оболочек твэлов. В-третьих - пониженная рабочая температура может привести к улучшению эксплуатационных характеристик топлива», - отметил вице-президент по научно-технической деятельности и качеству Александр Угрюмов.

Для справки:

Толерантное топливо (англ. - Accident Tolerant Fuel) – ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС. Даже в случае потери теплоносителя и нарушения отвода тепла в активной зоне реактора толерантное топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующую выделению водорода. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности атомной энергетики на качественно новый уровень. В Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию толерантного топлива выполняет и координирует ВНИИНМ им. А.А. Бочвара. 

Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» (Топливный дивизион Госкорпорации «Росатом») включает предприятия по фабрикации ядерного топлива, конверсии и обогащению урана, производству газовых центрифуг, а также научно-исследовательские и конструкторские организации. ТВЭЛ является единственным поставщиком ядерного топлива для российских АЭС обеспечивает топливом в общей сложности 75 энергетических реактора в 15 государствах, исследовательские реакторы в девяти странах мира, а также транспортные реакторы российского атомного флота. Каждый шестой энергетический реактор в мире работает на топливе ТВЭЛ. Топливный дивизион Росатома является крупнейшим в мире производителем обогащенного урана.

В Топливном дивизионе активно развиваются новые бизнесы в области химии, металлургии, технологий накопления энергии, 3D-печати, цифровых продуктов, а также вывода из эксплуатации ядерных объектов. В контуре Топливной компании ТВЭЛ созданы отраслевые интеграторы Росатома по аддитивным технологиям и системам накопления электроэнергии. http://www.tvel.ru 

Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ»; г. Москва) – ведущий научно-исследовательский институт по разработке технологий ядерного топливного цикла и по проблемам материаловедения. Входит в состав Топливной компании «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом». На АО «ВНИИНМ» возложены функции Главного научного метрологического центра (ГНМЦ) Госкорпорации Росатом. www.bochvar.ru