Ученые ТВЭЛ представили результаты исследований на международной конференции Top Fuel в Испании

01.11.2021

В испанском городе Сантандер состоялась научно-техническая конференция Top Fuel под эгидой Европейского ядерного общества и МАГАТЭ – крупнейший международный симпозиум в области ядерного топливного цикла. Одним из соорганизаторов мероприятия выступила Топливная компания Росатома ТВЭЛ. Ученые Топливного дивизиона Росатома из ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ») представили на конференции пять научных докладов.

В своих выступлениях российские специалисты рассказали о результатах исследований, направленных на разработку «толерантного» топлива ATF, повышение безопасности и эффективности эксплуатации реакторов за счет ядерного топлива, а также поиск новых решений для АЭС малой мощности и плавучих энергоблоков.

В частности, научный сотрудник ВНИИНМ Андрей Мальгин сделал доклад о том, как хромовое покрытие на твэлах с «толерантным» топливом ATF защищает циркониевые оболочки от окисления и коррозии, повышая устойчивость топлива к авариям. Сравнительные высокотемпературные испытания, моделирующие условия проектной аварии LOCA (loss of cooling accident – авария с потерей теплоносителя), показали, что нанесение защитного хромового покрытия на внешнюю поверхность оболочки из циркониевого сплава Э110опт значительно снижает скорость окисления, эффективно блокируя взаимодействие между цирконием и водяным паром. Кроме того, значительно снижается диффузия кислорода в циркониевую матрицу, благодаря чему не происходит чрезмерного охрупчивания материала.

Реакторные испытания экспериментальных твэлов с оболочками из циркониевого сплава с хромовыми покрытиями в исследовательском реакторе МИР в АО «ГНЦ НИИАР», а также периодические послереакторные исследования твэлов проводятся с 2019 года. В сентябре 2021 года в активную зону реактора ВВЭР-1000 на энергоблоке №2 Ростовской АЭС были впервые загружены три комбинированные топливные кассеты с отдельными твэлами в «толерантном» исполнении, в том числе с оболочками из циркониевого сплава с хромовыми покрытиями.

Особый интерес зарубежных коллег вызвал доклад представителя ВНИИНМ Олега Хомякова, посвященный разработке и производству топливных таблеток для легководных реакторов с укрупненным зерном (прим. - на заводах по производству топлива обогащенный уран в форме гексафторида сперва превращают в диоксид урана в виде порошка, из которого затем формуются и спекаются топливные таблетки).

Ученые и инженеры топливного дивизиона Росатома на практике доказали, что урановое топливо ВВЭР с более крупным зерном после облучения в реакторе имеет меньший уровень выделения газообразных продуктов деления по сравнению со стандартным топливом. Это препятствует распуханию топливных таблеток внутри твэла и благоприятно отражается на безопасности эксплуатации топлива. При этом химический состав топлива находится в пределах российских и международных технических стандартов (в частности, полностью соответствует американскому ASTM C776). Опытная эксплуатация ядерного топлива с увеличенным зерном проведена на Калининской АЭС. В настоящее время тепловыделяющие сборки с топливом из крупного зерна поставляются на ряд энергоблоков реакторами ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 и PWR.

Для справки:

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.

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. http://www.tvel.ru