Rosatom začal testovat jaderné palivo odolnější vůči haváriím

Minulý týden jsme informovali o tom, že společnost Westinghouse obdržela od Amerického ministerstva energetiky dotaci na vývoj jaderného paliva s vyšší odolností vůči haváriím (ATF) spojeným s porušením odvodu tepla. Ruská společnost Rosatom nyní oznámila, že své první experimentální palivové soubory ATF pro tlakovodní reaktory zavezla do svého výzkumného reaktoru MIR ve Státním výzkumném institutu jaderných reaktorů v Dimitrovgradě.

Dosažení tohoto milníku oznámila v pondělí společnost TVEL, dceřiná společnost Rosatomu. Práce je součástí projektu vývoje ruského ATF, paliva odolného vůči vážným haváriím, a záměru společnosti uvést toto palivo na trh.

Dva experimentální palivové soubory, vyrobené v závodě na chemické koncentráty v Novosibirsku, který je dceřinou společností TVELu, jsou navrženy podle palivových proutků stávajících reaktorů typu VVER ve čtyřech různých kombinacích materiálů pokrytí paliva a palivové matrice.

Uranové pelety jsou vyrobeny buď z běžné směsi oxidu uraničitého, nebo v druhém případě ze slitiny uran-molybdenu se zvýšenou hustotou a vyšší tepelnou vodivostí. Pokrytí palivových proutků je vyrobeno ze zirkoniové slitiny s chromovým pokrytím, nebo ze slitiny chrom-nikl.

Každý palivový soubor obsahuje 24 palivových proutků s odlišnou kombinací materiálů. Palivové soubory jsou testovány v reaktoru MIR za podmínek „tak blízkých, jak je to jen možné“ běžným reaktorům VVER a PWR, včetně provozních parametrů jejich chladiva.

Design výzkumného reaktoru umožňuje paralelní studii v jednotlivých smyčkách, což je podle TVELu obzvláště důležité. Díky tomu je tak možné ověřit kompatibilitu paliva jak pro reaktory východního designu VVER, tak pro západní tlakovodní reaktory PWR.

Využití materiálů ověřených z provozu výzkumných reaktorů

„Za výrobou prvního ATF stojí velké množství práce vědců a designových inženýrů z palivové divize Rosatomu, včetně hloubkového materiálového výzkumu. Projekt zahrnuje uvedení nových technologií pokrytí paliva, odporového svařování a úspěšného laboratorního testování vzorků,“ uvedl Alexander Ugryumov, viceprezident pro výzkum a vývoj u společnosti TVEL.

Kromě výzkumné analýzy, byla volba materiálů podle Ugryumova založena na dlouholetých zkušenostech z ruského jaderného průmyslu, s ohledem na to, že některé tyto materiály byly úspěšně používány pro palivo výzkumných reaktorů, nebo v aktivních zónách klasických reaktorů.

První fáze testování ATF v reaktoru a analýza po vyjmutí z něj bude dokončena tento rok, sdělila TVEL. Na základě získaných dat, bude nezbytné vybrat vhodnou kombinaci materiálů pro pokrytí, a také vypočítat a ověřit neutronově-fyzikální charakteristiky aktivní zóny lehkovodního reaktoru. Další důležitou fází bude umístění experimentálních palivových souborů s několika palivovými proutky ATF do komerčního reaktoru.

Bez produkce vodíku při reakci zirkonia s párou

ATF je jaderné palivo odolné vůči závažným haváriím v jaderné elektrárně spojených se ztrátou chladiva z reaktoru.

„Dokonce i v případě ztráty odvodu tepla z aktivní zóny si má ATF zachovat svou integritu po dlouhou dobu, bez vzniku reakce zirkonia s párou, při které dochází k tvorbě nebezpečného vodíku,“ uvádí TVEL a dodává, že ATF má „rozhodující důležitost“ pro budoucí vylepšení integrální bezpečnosti a spolehlivosti jaderné energetiky.

Výzkum, návrh a testování ATF od TVELu je poskytováno a koordinováno Vědecko-výzkumným institutem anorganických materiálů A.A. Bochvara.

Podle světové jaderné asociace (WNA) znamená pojem ATF nové technologie, které zlepšují bezpečnost a výkonnost jaderného paliva. Taková paliva mohou disponovat použitím nových materiálů a návrhů pokrytí palivových pelet.