В Росатоме началась эксплуатация «толерантного» ядерного топлива ATF нового поколения безопасности

20.09.2021

На энергоблоке №2 Ростовской АЭС (филиал Концерна «Росэнергоатом») началась опытно-промышленная эксплуатация тепловыделяющих элементов нового поколения безопасности (ATF – Advanced Technology Fuel, также называемое «толерантное» топливо – Accident Tolerant Fuel).

В рамках капитального ремонта в составе партии свежего топлива в активную зону реактора ВВЭР-1000 были загружены три комбинированные тепловыделяющие сборки конструкции ТВС-2М, каждая из которых содержит по 12 твэлов в инновационном исполнении: шесть тепловыделяющих элементов изготовлены с применением в качестве конструкционного материала хром-никелевого сплава 42ХНМ и 6 твэлов с оболочками из циркониевого сплава с хромовым покрытием. Данные технологические решения позволяют либо полностью исключить, либо значительно затормозить развитие пароцикрониевой реакции в активной зоне реактора в случае внештатной ситуации.

Перед началом опытно-промышленной эксплуатации ATF российского дизайна командой специалистов топливного, машиностроительного и энергетического дивизионов при координации Госкорпорации «Росатом» была проделана масштабная работа по обоснованию загрузки инновационного топлива в коммерческий реактор и получению соответствующей лицензии со стороны Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). Для испытаний в энергетическом реакторе большой мощности был выбран консервативный вариант экспериментальных твэлов со стандартной топливной композицией, что соответствует общемировой практике. Существующие зарубежные программы разработки ATF также предполагают, что внедрение новых топливных и конструкционных материалов должно осуществляться поэтапно.

«Эксплуатация топлива в энергетическом реакторе – важный шаг для дальнейшей коммерциализации этого продукта. Символично, что эта знаковая веха стратегически важного проекта достигнута в дни, когда АО «ТВЭЛ» празднует свой юбилей – 25-летие со дня основания компании. Мы выражаем благодарность АО «Концерн Росэнергоатом» и Ростовской АЭС за эффективное взаимодействие с Ростехнадзором и со своей стороны продолжим тесное сотрудничество с регулятором для лицензирования последующих циклов эксплуатации этих ТВС. Разработка ATF – ключевой тренд в мировой атомной энергетики последних лет, который направлен на то, чтобы вывести безопасность АЭС на качественно новый уровень, практически исключающий вероятность возникновения аварий с негативными последствиями для окружающей среды. Кроме того, отдельные варианты ATF c альтернативными топливными композициями могут сделать эксплуатацию более эффективной экономически без повышения уровня обогащения урана. По оценкам международных экспертов, этот продукт будет доминировать на глобальном рынке уже в относительно краткосрочной перспективе», - отметила президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова.

Директор Ростовской АЭС Андрей Сальников: «Загрузка топлива на АЭС осуществляется в период плановых ремонтных кампаний. Девятая с начала ввода в эксплуатацию энергоблока № 2 Ростовской АЭС ремонтная кампания, завершившаяся к настоящему времени, стала особенной благодаря загрузке сборок с ядерным топливом нового поколения. Данная разработка российских учёных призвана обеспечить дополнительную безопасность при эксплуатации энергоблоков. Безопасность – это наш главный приоритет и залог дальнейшего успешного развития атомной энергетики. Все запланированные ремонтные и профилактические работы, направленные на обеспечение безопасной и надежной эксплуатации оборудования и систем энергоблока, выполнены в полном объеме». 

В Росатоме с 2018 года продолжаются испытания «толерантного» топлива ATF российского дизайна для легководных реакторов, составляющих основу современной атомной энергетики, – российских ВВЭР и установок западного дизайна PWR. Экспериментальные ТВС, которые прошли два полных цикла реакторных испытаний в исследовательском реакторе МИР в АО «ГНЦ НИИАР» (г. Димитровград, Ульяновская обл.), содержат твэлы с четырьмя вариантами сочетаний материалов оболочки и топливной таблетки: помимо диоксида урана в качестве топливной композиции используется уран-молибденовый сплав с высокой теплопроводностью. По итогам исследований планируется выбрать оптимальный вариант сочетания конструкционных и топливных материалов с учетом технических и экономических параметров. После двух циклов испытаний все твэлы герметичны.

В Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» основные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию инновационных видов топлива выполняет ВНИИНМ им. А.А. Бочвара.

Для справки:

ATF (англ. - Advanced Technology Fuel, также называемое «толерантное» топливо – 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.

Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» (Топливный дивизион Госкорпорации «Росатом», www.tvel.ru) включает предприятия по фабрикации ядерного топлива, конверсии и обогащению урана, производству газовых центрифуг, а также научно-исследовательские и конструкторские организации. В этом году компания отмечает свой юбилей – 25 лет. Созданная в 1996 году, сегодня компания является одним из крупнейших поставщиков топлива для мировой атомной энергетики, продолжает укреплять позиции, воплощая новые производственные проекты. За всю историю ТВЭЛ со стороны заказчиков не было ни одной рекламации на качество продукции. Являясь единственным поставщиком ядерного топлива для российских АЭС, ТВЭЛ обеспечивает топливом в общей сложности 75 энергетических реакторов 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, а также лидером глобального рынка стабильных изотопов. 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.

АО «Концерн Росэнергоатом» (www.rosenergoatom.ru) – ведущее предприятие Электроэнергетического дивизиона Госкорпорации «Росатом». Является крупнейшей генерирующей компанией в России и 2-й в мире по объему атомных генерирующих мощностей. В его состав входят все 11 атомных станций России, которые наделены статусом филиалов, а также предприятия, обеспечивающие деятельность генерирующей компании. В общей сложности на АЭС России в эксплуатации находятся 38 энергоблоков суммарной установленной мощностью свыше 30,5 ГВт.