США и Япония начали совместный проект по испытанию топлива для быстрых реакторов

Москва, 13 апр - ИА Neftegaz.RU. США и Япония осуществляют совместный проект по проведению испытаний переходных процессов быстрых реакторов на разных видах топлива.
Об этом сообщили в Министерстве энергетики США.

Данные эксперименты – часть 4-летней инициативы по совместному несению расходов между Министерством энергетики США (DOE) и Японским агентством по атомной энергии (JAEA) в рамках деятельности Рабочей группы по исследованиям и разработкам в области гражданской атомной энергетики.

Эксперименты с топливом на установке TREAT

Эксперименты будут проводиться с помощью устройства, которое разработано Национальной лабораторией Айдахо (INL).
На нем можно проводить испытания топлива для усовершенствованных реакторов на ядерной установке для изучения переходных процессов (TREAT).

Недавно в INL завершили первоначальные испытания этого специализированного устройства для проведения экспериментов с топливом на установке TREAT, где можно имитировать условия быстрых реакторов во время постулированных аварийных условий.
Устройство может контролировать реакции топлива на эти условия в реальном времени.

Экспериментальный реактор-размножитель EBR-II

INL перенаправила сохранившиеся свежие топливные стержни из своего бывшего реактора EBR-II для экспериментальных пусконаладочных испытаний.

Экспериментальный реактор-размножитель EBR-II:

• это выведенный из эксплуатации в INL реактор с натриевым теплоносителем, который когда-то работал на мощности 62,5 МВт,
• промежуточная замкнутая петля 2^го контура с натриевым теплоносителем,
• паровая установка, которая производила 19 МВт через обычный турбогенератор.

Сейчас исследователи переключают свое внимание на эксперименты с переходными процессами с использованием материалов с глубоким выгоранием ядерного топлива, информация о которых содержится в архивах результатов испытаний на облучение, проведенных в реакторе EBR-II.
В этих испытаниях используется смешанное оксидное топливо, которое применяется в проектах японских и французских быстрых реакторов, и топливо из металлического сплава, которое предпочитают в США.

В Министерстве энергетики США отметили, что эксперименты с переходными процессами с применением облученного топлива станут первыми в своем роде за последние 20 лет.
Помимо этого, капсула INL предоставляет новые возможности для испытаний на установке TREAT, которые помогут продвинуть исследования эффективности топлива для быстрых реакторов с натриевым охлаждением.

История испытаний

Япония и США уже проводили испытания на разных видах топлива с глубоким выгоранием для быстрых реакторов в конце 1980^х гг. до остановки реактора EBR-II и перевода TREAT в режим простоя в 1994 г.
После этого Министерство энергетики повторно запустило реактор TREAT в 2017 г., чтобы вернуть возможность для проведения испытаний переходных процессов в США в поддержку разработки и квалификации новых технологий ядерного топлива и реакторов.

TREAT

TREAT - один из нескольких реакторов в мире, разработанных специально для того, чтобы проводить эксперименты с повреждением ядерного топлива в контролируемых условиях.
Этот испытательный реактор производит внезапные всплески энергии, известные как переходные процессы, которые в 5 раз мощнее, чем на коммерческих атомных электростанциях (АЭС).
Это дает возможность ученым исследовать поведение топлива.

Сейчас INL работает над подготовкой первого из 4^х экспериментов с облученным топливом в TREAT.
Ожидается, что первое испытание переходных процессов начнется в феврале 2024 г.
Лаборатория планирует закончить первые 3 эксперимента на топливе DOE/JAEA к началу весны 2023 г. и завершить запланированные испытания до конца следующего года.

Напомним, 13 декабря 2023 г. пресс-служба ТВЭЛ (топливная дочка Росатома) сообщила, что специалисты российской атомной отрасли начнут в 2023 г. испытывать на Белоярской АЭС ядерное топливо, предназначенное для пилотного коммерческого атомного «энергоблока будущего» с реактором на быстрых нейтронах БН-1200М, который планируется построить в России.

БН-1200М

• быстрый реактор нового поколения, который должен стать типовым проектом для энергоблока мощностью 1200 МВт с реактором на быстрых нейтронах и жидким натрием в качестве теплоносителя;
• с помощью этой установки в России должна быть реализована концепция двухкомпонентной атомной энергетики с реакторами большой мощности как на тепловых, так и на быстрых нейтронах, и замкнутым ядерным топливным циклом, когда в производстве свежего топлива планируется использовать вторичные продукты:
• обедненный уран,
• плутоний,
• регенерированный уран, выделенный из облученного топлива;
• это должно позволить решить ресурсную проблему атомной энергетики, связанную с ограниченностью запасов природного урана.