Хромированные оболочки помогут создать полностью автоматизированное безлюдное производство

Росатом входит в заключительную стадию опытно-промышленного использования ядерного топлива нового уровня безопасности ATF. Об этом сообщило пресс-центр ТВЭЛ - топливного подразделения госкорпорации.

На втором энергоблоке Ростовской АЭС начат третий цикл работы с новым поколением безопасного топлива ATF (Advanced Technology Fuel, именуемого также "терпимым" топливом - Accident Tolerant Fuel). Это означает, что опытные топливные кассеты с тепловыделяющими сборками пройдут полный цикл эксплуатации ядерного топлива, характерный для российских реакторов ВВЭР-1000, длительностью в три кампании по 18 месяцев каждая. Через полтора года, при следующем регулярном техническом обслуживании энергоблока, топливо будет извлечено из реактора для проведения детальных исследований.

Александр Угрюмов, занимающий пост старшего вице-президента по научно-техническому развитию в АО "ТВЭЛ", отметил значительный прогресс в разработке ATF. Было установлено, что использование хромированных оболочек, благодаря особым характеристикам их поверхности, позволяет устранить пробелы в технологии, необходимые для создания полностью автоматизированного производства топлива ВВЭР пятого поколения. Данные оболочки предназначены для конструкции топливных сборок ТВС-5, используемых в реакторах ВВЭР-1200, и предполагают исключение ручного труда из некоторых этапов сборки, полагаясь исключительно на автоматизацию.

Угрюмов подчеркнул, что переход на автоматизированное производство является ключевым для замыкания ядерного топливного цикла не только для реакторов на быстрых нейтронах, но и для стандартных тепловых легководных реакторов. Такой подход открывает возможности для использования как обогащенного урана, так и материалов, получаемых из использованного топлива, включая регенерированный уран и плутоний.

В качестве следующего и окончательного этапа в процессе квалификации российского топлива ATF предполагается его загрузка в один из реакторов с полным комплектом топливных кассет, содержащих 312 твэлов в инновационной конфигурации. В рамках этой задачи на Чепецком механическом заводе в Глазове, которое является частью топливного дивизиона Росатома, была создана производственная линия для нанесения хромовых покрытий на оболочки традиционного циркониевого сплава. Первая партия хромированных оболочек тепловыделяющих элементов уже успешно создана и прошла необходимые испытания.

Этот проект находится в полном соответствии с международной практикой разработки и внедрения передового ядерного топлива, предусматривающей начальную загрузку в реактор нескольких опытных сборок с экспериментальными твэлами (программа LTR - lead test rods), за которой следует использование нескольких полных кассет с новыми твэлами (LTA - lead test assemblies).

ATF (Advanced Technology Fuel или "терпимое" топливо) - это ядерное топлива нового поколения, разработанное для повышения безопасности АЭС. В чрезвычайных ситуациях, таких как потеря теплоносителя и нарушение отвода тепла, оно должно обеспечивать сохранение целостности топлива на протяжении значительного времени без инициирования пароциркониевой реакции, которая может привести к выделению водорода.

В 2021 году в активную зону реактора были загружены три топливные сборки ТВС-2М нового типа, каждая из которых включала 12 твэлов с инновационными характеристиками. Часть из этих элементов произведена из хром-никелевого сплава 42ХНМ, а другая часть - с оболочками из циркониевого сплава, покрытого хромом. Это технологическое новшество позволяет предотвращать или существенно замедлять развитие пароциркониевой реакции в активной зоне реактора во время аварий.

Wikimedia Commons/Own work,АртемБегоцкий , (Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.)