Rosatom vstupuje do další fáze vývoje speciálního odolného jaderného paliva

Pokročilé palivo s vyšší odolností představuje významnou větev vývoje jaderného palivového cyklu. V ruském Dimitrovgradu byla nyní dokončena druhá etapa ozařování pokročilých palivových komponent. Nyní bude probíhat analýza poškození materiálů radioaktivním zářením a vyhodnocení výsledků.

Výzkumný institut jaderných reaktorů (NIIAR) v Dimitrovgradu dokončil druhý cyklus ozařování experimentálních palivových souborů ve výzkumném reaktoru MIR. Vědci tak dokončili další milník při vývoji speciálního odolného paliva ruského návrhu pro tlakovodní reaktory.

Každý palivový soubor obsahuje 24 palivových elementů se čtyřmi různými kombinacemi pokrytí a palivové matrice. Palivové pelety byly vyrobeny z tradičního oxidu uraničitého, nebo uran-molybdenové slitiny se zvýšenou hustotou paliva a zvýšeným součinitelem tepelné vodivosti. Pokrytí paliva tvoří zirkoniové slitiny s chromovým povlakem, či chrom-niklové slitiny.

Po každém ozařovacím cyklu bylo několik palivových souborů vyvezeno pro provedení patřičných analýz a studií. Místo ozářených vzorků byly vždy zavezeny nové čerstvé palivové soubory. Všechny vyvezené ozářené palivové soubory zůstaly hermeticky uzavřené.

Současně s ozařováním odstartoval institut Bochvar, výzkumné zařízení ruské státní jaderné korporace Rosatomu, projekt vývoje fabrikační technologie pro paliva na bázi křemíku (U3Si2) jako další možnosti pokročilého Accident Tolerant Fuel (ATF) – paliva budoucích jaderných reaktorů. Nyní byl již vyroben experimentální ingot materiálu U3Si2 pro pozdější produkci dalších komponent.

ATF je zkratkou pro pokročilé jaderné palivo navržené pro zvýšení odolnosti a hermetičnosti při těžkých nadprojektových nehodách jaderných reaktorů. Mezi takové nehody se řadí problémy se ztrátou schopnosti chladit aktivní zónu.

Rosatom již vyrobil testovací palivové soubory, které plánuje zavézt do jaderné elektrárny Rostov. Do místní aktivní zóny mají být zavezeny tři palivové soubory, každý s dvanácti proutky s ATF palivem a speciálním pokrytím. Část pokrytí bude tvořena standardním pokrytím s chromovým povlakem, jiné palivové proutky budou pokryty speciální chrom-niklovou slitinou.

Vývojem ATF paliva se zabývá také americká společnost Westinghouse, která na konci ledna oznámila další krok při komercializaci speciálního odolného paliva. Palivové soubory společnosti Westinghouse obsahují malé množství chromu a hliníku, což jim umožnuje mnohem lépe využívat palivo při výrobě elektřiny. Navíc je rychlost oxidace u tohoto paliva snížena až o 50 % ve srovnání s konvenčním palivem. Mezi další vývojáře paliva, které vzniklo jako reakce na havárii jaderné elektrárny Fukushima, patří Framatome LTA, China General Nuclear či Global Nuclear Fuel. Některá paliva mají být využívána již od roku 2025.

Zdroj náhledového obrázku:  Idaho National Laboratory