ГНЦ НИИАР и ВНИИНМ выполнили новые этапы разработки российского толерантного топлива для АЭС

В исследовательском реакторе МИР в АО «ГНЦ НИИАР» завершился второй цикл облучения тепловыделяющих сборок с экспериментальными твэлами для реакторов ВВЭР и PWR в «толерантном» исполнении. Каждая из двух экспериментальных топливных кассет содержала по 24 твэла с четырьмя различными сочетаниями материалов оболочки и топливной композиции. Топливные таблетки были изготовлены из традиционного диоксида урана, а также уран-молибденового сплава с повышенной плотностью и теплопроводностью. После первого и второго циклов облучения по несколько твэлов из каждой топливной кассеты были извлечены для послереакторных материаловедческих исследований, вместо них были установлены новые необлученные образцы. После двух циклов облучения в реакторе «МИР» все твэлы герметичны.
Дополнительно по заказу АО «ТВЭЛ» во ВНИИНМ им. академика А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ») началось выполнение НИОКР по разработке технологии изготовления таблеток толерантного топлива из дисилицида урана (соединение урана и кремния - U3Si2). Уже изготовлен экспериментальный слиток из U3Si2 для последующей отработки технологии изготовления порошка и таблеток.
«Новое исследование по толерантному топливу обусловлено тем, что дисилицид урана обладает рядом преимуществ. Во-первых, это высокая плотность и ураноемкость, которая может позволить перейти к более длинным топливным циклам без увеличения обогащения по урану-235. Во-вторых – высокая теплопроводность и низкая теплоемкость, что означает меньше запасенного тепла в активной зоне реактора и более низкую температуру оболочек твэлов. В-третьих – пониженная рабочая температура может привести к улучшению эксплуатационных характеристик топлива», – отметил вице-президент по научно-технической деятельности и качеству Александр Угрюмов.
Толерантное топливо (англ. - Accident Tolerant Fuel) – ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС. Даже в случае потери теплоносителя и нарушения отвода тепла в активной зоне реактора толерантное топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующую выделению водорода. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности атомной энергетики на качественно новый уровень. В Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию толерантного топлива выполняет и координирует ВНИИНМ им. А.А. Бочвара.