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 oznámilav 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 takmožné 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.