Информация следует из материалов на сайте закупок Росатома.
Согласно опубликованным данным, специалисты Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика Бочвара (ВНИИНМ, входит в топливную компанию Росатома ТВЭЛ) должны выполнить аванпроект по выбору перспективных методов концентрирования изотопа азот-15 для производства изотопно-модифицированного нитридного ядерного топлива.
Аванпроект - это завершенная научно-исследовательская работа, направленная на обоснование выполнения качественно новой разработки.
Прорыв
В последние годы Росатом начал практическое освоение технологий, необходимых для решения стратегической задачи по созданию в России так называемого замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) и 2-компонентной атомной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах.
В ЗЯТЦ за счет расширенного воспроизводства ядерного топлива, как считается, существенно расширится топливная база атомной энергетики, а также появится возможность уменьшить объемы радиоактивных отходов благодаря «выжиганию» опасных радионуклидов.
В настоящее время Россия занимает 1е место в мире в технологиях строительства реакторов на быстрых нейтронах.
В рамках стратегического проекта Росатома «Прорыв» уже разработано и успешно проходит экспериментальную проверку смешанное нитридное уран-плутониевое (СНУП) топливо, на основе нитридов - химических соединений урана и плутония с азотом для реакторов на быстрых нейтронах.
Так, испытания на Белоярской АЭС начались в мае 2019 г.
СНУП-топливо имеет ряд преимуществ как с точки зрения энергоэффективности, так и с точки зрения безопасности.
Однако риски
Есть маленький нюанс: при использовании в ядерных реакторах нитридного топлива природного изотопного состава, в котором доля изотопа азот-14 составляет 99,6%, возникают экологические риски, связанные с появлением значительных количеств высокотоксичного радиоизотопа углерод-14, надежных методов «обезвреживания» которого в настоящий момент не существует.
Единственной мерой, гарантированно исключающей возникающие риски, является использование изотопно-модифицированного нитридного топлива, в котором азот природного изотопного состава замещен на изотоп азот-15 (его доля в природном азоте - около 0,4%).
Это отмечено в техническом задании на вышеуказанный аванпроект.
Для практической возможности реализации технологии создания такого топлива необходима разработка способов получения изотопа азот-15, обеспечивающих наработку требуемого его количества по приемлемой себестоимости.
В соответствии с техзаданием, специалистам ВНИИНМ предстоит выполнить укрупненную предварительную оценку экономического эффекта от замены азота природного изотопного состава на обогащенный азот-15 в СНУП-топливе реактора БР-1200 и на основании этой оценки сформировать граничные условия по лимитной цене обогащенного азота-15.
Напомним, что реактор БР-1200 - это ядерный реактор на быстрых нейтронах со свинцовым жидкометаллическим теплоносителем, разработанный в рамках проекта «Прорыв».
Также специалистам ВНИИНМ необходимо:
- провести сравнительный технико-экономический анализ известных способов получения азота-15;
- предложить или ряд способов, пригодных для решения задачи производства этого изотопа в требуемом объеме, или направления поиска новых способов, способных дать удовлетворительное решение проблемы.
Заказчик работ — компания Прорыв (дочка Росатома).
Проект «Прорыв» – один из главных современных мировых проектов в ядерной энергетике, реализуемый в России ведущими отраслевыми учеными и специалистами.
В его рамках предусматривается создание ядерных энергетических технологий нового поколения на базе ЗЯТЦ с использованием реакторов на быстрых нейтронах.
Практическое использование результатов проекта «Прорыв» создаст предпосылки для укрепления лидерства России на мировом рынке ядерных технологий, которые позволят обеспечить конкурентоспособность ядерной энергетики в сравнении с другими видами электрогенерации при безусловном приоритете безопасности.
Автор: А. Чижевский
