Čtvrtý blok Jaderné elektrárny Bělojarsk v ruské oblasti Sverdlovsk byl po odstávce opět spuštěn. Poprvé bylo do aktivní zóny reaktoru umístěno sériově vyrobené palivu typu <a href="https://oenergetice.cz/technologie/mox-palivo-ze-smesi-oxidu">MOX</a>. Do roku 2021 by měl být <a href="https://oenergetice.cz/elektrina/reaktory-4-generace-rychle-fnr-a-dalsi">reaktor na rychlé neutrony (FNR)</a> provozován výhradně se sériovými palivovými soubory MOX.
Reaktor Bělojarsk 4 byl nejprve provozován se smíšenou palivovou vsázkou obsahující jak uranové, tak MOX palivo. Uranové palivové soubory byly vyráběny závodem Elemash, který je hlavním výrobním zařízením palivové společnosti TVEL ve městě Elektrostal, oblíž Moskvy. Experimentální palivo MOX vyráběl Výzkumný institut atomových reaktorů v ruském Dimitrovgradě v Uljanovské oblasti.
<figure id="attachment_27008" class="wp-caption alignnone" style="width: 525px;"><img class="size-large wp-image-27008" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-1024x986.png" sizes="(max-width: 525px) 100vw, 525px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-1024x986.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-512x493.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-768x739.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-725x698.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-800x770.png 800w" alt="" width="525" height="506" /><figcaption class="wp-caption-text">Reaktor BN-800; Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
<h2>Prvních 18 sériově vyrobených souborů MOX</h2>
Pracovníci nyní zavezli 18 palivových souborů MOX, vyrobených Těžebním a chemickým kombinátem (MCC) v Železnogorsku uvnitř regionu Krasnojarsk, do aktivní zóny reaktoru. Výrobní linka, umístěná v dole 200 metrů pod zemským povrchem, byla vybudována jako součást ruského projektu „Proryv“ (Průlom) zaměřeného na uzavřený palivový cyklus.
Cílem projektu je eliminovat radioaktivní odpad vzniklý provozem jaderné elektrárny. Zařízení dokončilo provozní testy ve výzkumném reaktoru s oběma druhy palivových souborů pro reaktor BN-800 v srpnu 2015. Sériová výroba palivových souborů MOX začala v MCC koncem roku 2018. Základ technologie pro výrobu palivových pelet MOX byl vyvinut AA Bochvarovým výzkumným institutem anorganických materiálů, který je dceřinou společností TVELu.
Palivové pelety jsou vyrobeny z nashromážděné směsi oxidů ochuzeného uranu ze zařízení TVELu a oxidů plutonia získaných při procesu přepracování použitého jaderného paliva.
<figure id="attachment_80636" class="wp-caption alignnone" style="width: 730px;"><img class="size-full wp-image-80636" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/01/Fuel-assembly.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/01/Fuel-assembly.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/01/Fuel-assembly-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/01/Fuel-assembly-725x407.jpg 725w" alt="" width="730" height="410" /><figcaption class="wp-caption-text">Palivový soubor typu MOX pro FNR; Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
<h2>Do konce roku 2021 kompletní MOX vsázka</h2>
Provozovatel elektrárny, společnost Rosenergoatom, a TVEL plánují v tomto roce zavézt další vsázku s celkem 180 sériovými palivovými soubory MOX do reaktoru BN-800. Ruská státní jaderná společnost Rosatom se zavázala nahradit všechny zbývající uranové palivové soubory v aktivní zóně BN-800 do konce roku 2021.
<figure id="attachment_46683" class="wp-caption alignnone" style="width: 600px;"><img class="size-full wp-image-46683" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/01/11rychly-sodikem-chlazeny-reaktor-bn-800-je-druhy-takovy-v-belojarske-jaderne-elektrarne.jpeg" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/01/11rychly-sodikem-chlazeny-reaktor-bn-800-je-druhy-takovy-v-belojarske-jaderne-elektrarne.jpeg 600w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/01/11rychly-sodikem-chlazeny-reaktor-bn-800-je-druhy-takovy-v-belojarske-jaderne-elektrarne-512x341.jpeg 512w" alt="Rychlý sodíkem chlazený reaktor BN-800 je druhý takový v Bělojarské jaderné elektrárně (zdroj Rosenergoato)." width="600" height="400" /><figcaption class="wp-caption-text">Rychlý sodíkem chlazený reaktor BN-800; Zdroj: Rosenergoatom</figcaption></figure>
<blockquote>„Strategie Rosatomu je zaměřena na dvousložkový jaderně-energetický systém s reaktory jak na tepelné neutrony, tak reaktory na rychlé neutrony, a také uzavřený palivový cyklus, který může vyřešit řadu velmi důležitých úkolů jaderné energetiky,“ řekl Vitaly Khadeev, viceprezident pro vývoj technologií průmyslových zařízení pro uzavřený palivový cyklus ve společnosti TVEL. „Zaprvé by tento krok exponenciálně ušetřil uran jako primární energetickou surovinu. Zadruhé by vedl k možnosti recyklace použitého jaderného paliva namísto skladování. A zatřetí znovu zapojujeme a využíváme v cyklu jaderného paliva vytěženou surovinu ochuzeného uranu a plutonia.“</blockquote>
<figure id="attachment_58011" class="wp-caption alignnone" style="width: 770px;"><img class="size-full wp-image-58011" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/Uranium-mining-Kazachstan.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/Uranium-mining-Kazachstan.jpg 770w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/Uranium-mining-Kazachstan-120x77.jpg 120w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/Uranium-mining-Kazachstan-512x331.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/Uranium-mining-Kazachstan-768x497.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/Uranium-mining-Kazachstan-725x469.jpg 725w" alt="" width="770" height="498" /><figcaption class="wp-caption-text">Uran separovaný od odpadní horniny ve formě oxidu (U3O8) je základní surovinou při výrobě jaderného paliva. Známý je především pod názvem „žlutý koláč“</figcaption></figure>
<h2>Reaktor BN-800</h2>
Reaktor BN-800 byl vyveden na minimální kontrolovaný výkon (MKV) poprvé v červnu 2014 a start jeho komerčního provozu byl plánován na konec téhož roku. Nakonec ale v prosinci 2014 oznámil Rosenergoatom, provozovatel reaktoru, že hodlá ještě použité palivové soubory vylepšit.
Reaktorový blok byl opět přiveden na MKV v srpnu 2015 a znovu v listopadu 2015. Blok s výkonem 789 MWe byl poté připojen k energetické síti 10. prosince 2015 a jeho komerční provoz provozovatel zahájil 31. října 2016.
<figure id="attachment_13742" class="wp-caption alignnone" style="width: 604px;"><img class="size-full wp-image-13742" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/vyvoj-reaktoru.png" sizes="(max-width: 604px) 100vw, 604px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/vyvoj-reaktoru.png 604w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/vyvoj-reaktoru-512x260.png 512w" alt="" width="604" height="307" /><figcaption class="wp-caption-text">Vývoj reaktorových generací, Zdroj: cez.cz</figcaption></figure>
Rychlé reaktory poháněné palivem MOX výrazně zvyšují účinnost palivového cyklu a mají vysokou důležitost v dlouhodobých ruských plánech v oblasti jaderné energetiky.

Jaderné elektrárny

První sériově vyrobená vsázka paliva MOX byla zavezena do reaktoru BN-800

<a href="http://www.world-nuclear-news.org/Articles/Russia-installs-training-simulator-at-Beloyarsk-pl">Plnorozsahový simulátor na čtvrtém bloku Jaderné elektrárny Bělojarsk</a> (ruský reaktor na rychlé neutrony BN-800) prošel schvalovacími testy. Oznámila to ruská státní společnost Rosatom. Reaktor BN-800 provozovaný na rychlých neutronech zahájil svůj provoz na 100% výkonu poprvé v srpnu 2016.
Reaktorový blok s instalovaným elektrickým výkonem 789 MW využívá směsné palivo z uranových a plutoniových oxidů, přičemž jeho rozložení je uzpůsobeno tak, aby při provozu vznikalo nové jaderné palivo pro pohon reaktoru. BN-800 je nejvýkonnějším reaktorem svého druhu a překonává svého mladšího bratříčka BN-600, který disponuje elektrickým výkonem 560 MW a nachází se v sousedství, jako blok Bělojarsk 3.
<figure id="attachment_69787" class="wp-caption alignnone" style="width: 800px;"><img class="size-full wp-image-69787" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/04/9f13f4f8ece06e6734c8531a14fe38f1.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/04/9f13f4f8ece06e6734c8531a14fe38f1.jpg 800w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/04/9f13f4f8ece06e6734c8531a14fe38f1-512x341.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/04/9f13f4f8ece06e6734c8531a14fe38f1-768x512.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/04/9f13f4f8ece06e6734c8531a14fe38f1-725x483.jpg 725w" alt="" width="800" height="533" /><figcaption class="wp-caption-text">Rychlý reaktor (FBR) BN-800; Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
Simulátor přesně kopíruje blokovou dozornu reaktoru BN-800 a byl zřízen ve výcvikovém středisku Bělojarské elektrárny, která se nachází poblíž města Zarechny, ve Sverdlovské oblasti. Výcvikový trenažér byl vyvinut ve spolupráci s Ruským výzkumným institutem pro provoz jaderných elektráren (VNIIAES), vybavení bylo vyrobenou Uralskými elektromechanickými závody (Ural’skiy Elektromekhanicheskiy Závod) a software dodala společnost ENIKO TSO.
<figure id="attachment_13241" class="wp-caption alignnone" style="width: 960px;"><img class="size-full wp-image-13241" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/BN-800_10__rosatom.jpg" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/BN-800_10__rosatom.jpg 960w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/BN-800_10__rosatom-512x340.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/BN-800_10__rosatom-768x510.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/BN-800_10__rosatom-725x482.jpg 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/12/BN-800_10__rosatom-800x532.jpg 800w" alt="" width="960" height="638" /><figcaption class="wp-caption-text">Jaderná elektrárna Bělojarsk 4; Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
Operátoři jaderných elektráren „musí být schopni řídit blok za všech okolností“, a proto každý operátor podstoupí ročně 144 výcvikových hodin, ze kterých 80 hodin stráví na novém simulátoru, uvedl Rosatom. Použití plnorozsahového simulátoru „výrazně rozšiřuje“ schopnosti personálu a poskytuje jim možnost analyzovat různé provozní situace pod vedením zkušených instruktorů.
<figure id="attachment_27008" class="wp-caption alignnone" style="width: 525px;"><img class="size-large wp-image-27008" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-1024x986.png" sizes="(max-width: 525px) 100vw, 525px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-1024x986.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-512x493.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-768x739.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-725x698.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/08/BN-800_2-800x770.png 800w" alt="" width="525" height="506" /><figcaption class="wp-caption-text">Reaktor BN-800; Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
Bělojarská jaderná elektrárna byla uvedena do provozu v dubnu 1964 prvním reaktorem Bělojarsk 1 a jednalo se o lehkovodní grafitový reaktor (LWGR) AMB-100, který byl v roce 1983 vyřazen z provozu. Třetí blok elektrárny, BN-600 je v provozu od roku 1980.
Autor úvodní fotografie: Rosatom

Rusko spustilo výcvikový simulátor nejvýkonnějšího rychlého reaktoru BN-800

Nový palivový cyklus počítá s využitím až 98 % tzv. vyhořelého paliva z běžných lehkovodních jaderných reaktorů VVER. Nově by tak na konci cyklu mělo vznikat podstatně méně jaderného odpadu, který bude navíc i méně toxický. Rusko do budoucna počítá s trojicí scénářů konce palivového cyklu.
Konec palivového cyklu u <a href="http://oenergetice.cz/clanky/jaderne-palivo/">jaderného paliva</a> je celosvětovým tématem, kterému se postupem času přikládá stále vyšší význam. S postupným <a href="http://oenergetice.cz/jaderne-elektrarny/francie-planuje-zavrit-nektere-jaderne-elektrarny-po-roce-2018/">uzavíráním</a> starších jaderných elektráren vyvstává otázka, jak naložit s vyhořelým jaderným palivem, ve kterém se obvykle stále nachází velké množství využitelného materiálu a jen malé množství z celkového paliva tvoří silně toxické látky. Pokud se navíc mají naplnit <a href="http://oenergetice.cz/clanky/klimaticka-konference-pariz/">klimatické plány</a> mezinárodních organizací, bude třeba počítat i s <a href="http://oenergetice.cz/clanky/vystavba-jadernych-reaktoru/">novými jadernými bloky</a> a otázka konce palivového cyklu tak ještě víc nabude na významu.
Koncem palivového cyklu se zabývala na nedávném Symposiu Světové jaderné asociace i Liudmila Zalimskaya, ředitelka společnosti JSC Tenex, která spadá pod ruský státní <a href="http://oenergetice.cz/clanky/rosatom/">Rosatom</a>. V současnosti je technologicky možné přepracovat vyhořelé palivo z <a href="http://oenergetice.cz/clanky/vver/">VVER reaktorů</a> na tzv. <a href="http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/processing-of-used-nuclear-fuel.aspx">RepU</a> palivo (Reprocessed Uranium). Jde ovšem pouze o asi 21 % z celkového množství vyhořelého paliva. Nový palivový cyklus by měl tuto hodnotu zvýšit až na 98 % a jen pouhá 2 % paliva by bylo třeba likvidovat <a href="http://oenergetice.cz/clanky/hlubinne-uloziste/">hlubinným uložením</a>.
<blockquote>
Nový cyklus jaderného paliva, který poskytuje přijatelné řešení pro konec palivového cyklu, bude nezbytný pro udržení dynamického růstu globální jaderné energie. Růst jaderné energetiky, se kterým počítá například i Scénář 2 °C (2DS) Mezinárodní energetické agentury, bude muset být podpořen takovým palivovým cyklem, který je schopen zajistit, aby byl tento růst udržitelný. 
Liudmila Zalimskaya, CEO společnosti JSC Tenex
</blockquote>
<figure id="attachment_41000" style="width: 512px" class="wp-caption aligncenter"><img class="size-medium wp-image-41000" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/07/P0001120-512x384.jpg" alt="" width="512" height="384" /><figcaption class="wp-caption-text">Mezisklad použitého paliva JE Dukovany; Zdroj: Archiv EDU</figcaption></figure>
<h2>Méně odpadu a nižší toxicita</h2>
Navrhované přístupy se soustředí na přepracování použitého paliva, což umožňuje využívat zdroje uranu a plutonia v plném rozsahu a současně snižovat množství odpadu určeného k likvidaci. Většina provozovatelů jaderných zařízení v současné době upřednostňuje odložené řešení prozatímního skladování použitého jaderného paliva, kdy se použité palivo skladuje desítky let v meziskladech, kde čeká na další využití, nebo konečné uložení.
<blockquote>
Konec jaderného paliva je v současnosti řešen nedostatečně, což je jeden z důvodů snižující se přijatelnosti jaderné energetiky u veřejnosti. Neúčinná řešení přepracování a neefektivní využívání přepracovaného uranu a plutonia navíc vedly některé velké hráče k pozastavení prací na projektech zaměřených na přepracovávání. 
Liudmila Zalimskaya, CEO společnosti JSC Tenex
</blockquote>
Nový cyklus jaderného paliva musí výrazně snížit množství a nebezpečí odpadu a musí být zároveň v souladu s režimem nešíření jaderných materiálů a jejich možného zneužití. Rovněž musí odpovídat charakteristikám flotily provozovaných reaktorů. V <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/svet-jadernych-reaktoru-rozdily-mezi-pwr-a-vver/">lehkovodních reaktorech</a> lze použít přepracovaný uran a plutonium (<a href="http://oenergetice.cz/elektrina/svet-jadernych-reaktoru-predchudci-dnesnich-elektraren/">bližší informace o typech reaktorů zde</a>). Minoritní aktinidy je pak možno podrobit transmutaci v <a href="http://oenergetice.cz/technologie/elektroenergetika/rychle-mnozive-reaktory-fbr-ucinne-vyuziti-uranu/">rychlých reaktorech</a>, což dále snižuje objem a toxicitu odpadu. Další produkty štěpení pak mohou být cennými zdroji radioizotopů.
<figure id="attachment_44143" style="width: 512px" class="wp-caption aligncenter"><img class="size-medium wp-image-44143" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/10/Bazen-s-vyhorelym-palivem.-Zdroj-Benoit-TessierReuters-512x342.jpg" alt="Bazén s vyhořelým jaderným palivem ve francouzském La Hague. Zdroj: Benoit Tessier, Reuters" width="512" height="342" /><figcaption class="wp-caption-text">Bazén s vyhořelým jaderným palivem ve francouzském La Hague. Zdroj: Benoit Tessier, Reuters</figcaption></figure>
<h2>Paliva k přepracování bude dost</h2>
Množství použitého jaderného paliva má do roku 2050 vzrůst až na hodnotu okolo 1 milionu tun. Množství uranu a plutonia, které je možné z tohoto vyhořelého paliva znovu získat, je dostatečné pro zhruba 60 let provozu 140 lehkovodních reaktorů o instalovaném výkonu 1 GWe.
V současnosti se přepracováním na území Ruska zabývají čtyři zařízení, která mají v budoucnu projít modernizací své infrastruktury pro vysoce aktivní manipulaci s odpady. Jedná se například o zařízení Mayak, nebo chemické továrny v Seversku a Zheleznogorsku. Pilotní demonstrační závod na přepracování má být spuštěn v roce 2019 a v roce 2022 má být uvedena do provozu podzemní výzkumná laboratoře pro hlubinné skladování <a href="http://oenergetice.cz/clanky/jaderny-odpad/">vysoce aktivního odpadu</a>.
<h2>Trojice možných scénářů</h2>
Zalimskaja představila tři možné scénáře konce palivového cyklu, které v současné době testuje společnost Rosatom.
První scénář počítá s recyklací paliva na RepU a využití v existujícím jaderném parku. Druhým scénářem je palivový cyklus zvaný REMIX. Palivo REMIX je vyráběno přímo ze <a href="http://oenergetice.cz/technologie/mox-palivo-ze-smesi-oxidu/">směsi recyklovaného uranu</a> a plutonia a lze jej použít v lehkovodních reaktorech. Použité palivo REMIX lze opakovaně zpracovat a recyklovat. Třetím scénářem je systém zahrnující lehké vodní reaktory a rychlé reaktory.
Všechny tři scénáře vychází ze známých postupů a všechny jsou, či brzy budou v Rusku prakticky testovány.