Росатом намерен в 2020 г начать тестирование нового топлива, повышающего экономичность АЭС
Госкорпорация "Росатом" намерена в 2020 году начать опытно-промышленную эксплуатацию уран-эрбиевого ядерного топлива для современных российских ядерных энергетических реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200, которое будет способствовать повышению экономичности и безопасности энергоблоков АЭС с этими реакторами, следует из паспорта программы инновационного развития и технологической модернизации Росатома на период до 2030 года.
Помимо этого, будут выполняться научно-технические работы по другим направлениям совершенствования ядерного топлива для реакторов ВВЭР, составляющих основу российской атомной энергетики.
ЭРБИЙ ДЛЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА
Усовершенствование реакторов ВВЭР ведется, в том числе в направлении повышения глубины выгорания ядерного топлива, способствующего увеличению коэффициента использования установленной мощности - важнейшей характеристики эффективности работы энергоблоков АЭС.
В то же время увеличение глубины выгорания и, как следствие, удлинение топливной кампании реактора возможно путем повышения начального обогащения топлива по изотопу уран-235. В начале кампании такое топливо будет обладать высокой реактивностью (величиной, характеризующей динамику цепной ядерной реакции), которую в целях обеспечения безопасности необходимо подавлять. Для этой цели в активную зону реактора необходимо вводить так называемый выгорающий поглотитель нейтронов, который должен эффективно захватывать нейтроны и при этом не вызывать образования продуктов деления, негативно влияющих на ход цепной реакции.
В настоящее время в качестве выгорающих поглотителей нейтронов используются добавки к обогащенному урановому топливу – некоторые химические элементы, прежде всего редкоземельный металл гадолиний, применяемый в топливе для реакторов ВВЭР. По мнению специалистов, в будущем для топлива с обогащением урана свыше 5% вместо гадолиния целесообразно использовать другой металл – эрбий.
Российская атомная отрасль накопила большой опыт применения эрбия в качестве выгорающего поглотителя для топлива ядерных энергетических реакторов типа РБМК, которые сейчас эксплуатируются на Ленинградской, Курской и Смоленской АЭС.
Как следует из паспорта, Росатом планирует разработку уран-эрбиевого топлива для реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 с содержанием урана-235 более 5%. Начало опытно-промышленной эксплуатации этого топлива запланировано на 2020 год.
ПЛАНЫ ПО ДРУГИМ НАПРАВЛЕНИЯМ
Помимо этого, совершенствование ядерного топлива для реакторов ВВЭР предполагает проведение работ по ряду других направлений.
Так, на 2020 год намечено завершение программ дореакторных, реакторных и послереакторных исследований ТВС (тепловыделяющих сборок) четвертого поколения для реакторов ВВЭР-1000 и топлива ТВС-2006 для реакторов ВВЭР-1200, разработка и внедрение топливных кассет третьего поколения для реакторов ВВЭР-440.
На долгосрочный период намечено совершенствование топлива для реактора ВВЭР-1300 проекта ВВЭР-ТОИ (типовой оптимизированный и информатизированный проект блока АЭС с реактором ВВЭР установленной электрической мощностью 1250-1255 МВт, обеспечивающий высокий уровень безопасности и технико-экономических показателей). Речь идет о завершении в 2025 году программ дореакторных, реакторных и послереакторных исследований ТВС ВВЭР-ТОИ.
Кроме того, на долгосрочный период запланирована разработка ядерного топлива с повышенной устойчивостью к так называемым авариям с потерей теплоносителя.
В России задачи разработки и эксплуатации ядерного топлива совместно решают предприятия Росатома – прежде всего, его топливной компании ТВЭЛ, концерн "Росэнергоатом", Научно-исследовательский институт атомных реакторов, Физико-энергетический институт имени Лейпунского, "ОКБ "Гидропресс", "ОКБМ Африкантов", а также Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" и Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ.
Помимо этого, будут выполняться научно-технические работы по другим направлениям совершенствования ядерного топлива для реакторов ВВЭР, составляющих основу российской атомной энергетики.
ЭРБИЙ ДЛЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА
Усовершенствование реакторов ВВЭР ведется, в том числе в направлении повышения глубины выгорания ядерного топлива, способствующего увеличению коэффициента использования установленной мощности - важнейшей характеристики эффективности работы энергоблоков АЭС.
В то же время увеличение глубины выгорания и, как следствие, удлинение топливной кампании реактора возможно путем повышения начального обогащения топлива по изотопу уран-235. В начале кампании такое топливо будет обладать высокой реактивностью (величиной, характеризующей динамику цепной ядерной реакции), которую в целях обеспечения безопасности необходимо подавлять. Для этой цели в активную зону реактора необходимо вводить так называемый выгорающий поглотитель нейтронов, который должен эффективно захватывать нейтроны и при этом не вызывать образования продуктов деления, негативно влияющих на ход цепной реакции.
В настоящее время в качестве выгорающих поглотителей нейтронов используются добавки к обогащенному урановому топливу – некоторые химические элементы, прежде всего редкоземельный металл гадолиний, применяемый в топливе для реакторов ВВЭР. По мнению специалистов, в будущем для топлива с обогащением урана свыше 5% вместо гадолиния целесообразно использовать другой металл – эрбий.
Российская атомная отрасль накопила большой опыт применения эрбия в качестве выгорающего поглотителя для топлива ядерных энергетических реакторов типа РБМК, которые сейчас эксплуатируются на Ленинградской, Курской и Смоленской АЭС.
Как следует из паспорта, Росатом планирует разработку уран-эрбиевого топлива для реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 с содержанием урана-235 более 5%. Начало опытно-промышленной эксплуатации этого топлива запланировано на 2020 год.
ПЛАНЫ ПО ДРУГИМ НАПРАВЛЕНИЯМ
Помимо этого, совершенствование ядерного топлива для реакторов ВВЭР предполагает проведение работ по ряду других направлений.
Так, на 2020 год намечено завершение программ дореакторных, реакторных и послереакторных исследований ТВС (тепловыделяющих сборок) четвертого поколения для реакторов ВВЭР-1000 и топлива ТВС-2006 для реакторов ВВЭР-1200, разработка и внедрение топливных кассет третьего поколения для реакторов ВВЭР-440.
На долгосрочный период намечено совершенствование топлива для реактора ВВЭР-1300 проекта ВВЭР-ТОИ (типовой оптимизированный и информатизированный проект блока АЭС с реактором ВВЭР установленной электрической мощностью 1250-1255 МВт, обеспечивающий высокий уровень безопасности и технико-экономических показателей). Речь идет о завершении в 2025 году программ дореакторных, реакторных и послереакторных исследований ТВС ВВЭР-ТОИ.
Кроме того, на долгосрочный период запланирована разработка ядерного топлива с повышенной устойчивостью к так называемым авариям с потерей теплоносителя.
В России задачи разработки и эксплуатации ядерного топлива совместно решают предприятия Росатома – прежде всего, его топливной компании ТВЭЛ, концерн "Росэнергоатом", Научно-исследовательский институт атомных реакторов, Физико-энергетический институт имени Лейпунского, "ОКБ "Гидропресс", "ОКБМ Африкантов", а также Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" и Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ.