Росатом завершил первые испытания оболочек безопасного ядерного топлива

Москва, 19 июл - ИА Neftegaz.RU. Научные сотрудники ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (входит в топливную компанию Росатома ТВЭЛ) совместно со специалистами димитровградского НИИ атомных реакторов (ГНЦ НИИАР) успешно провели первичные испытания образцов изделий из карбида кремния в исследовательском реакторе БОР-60.
Об этом сообщает пресс-служба Росатома.

Подробности испытаний

• основная цель исследования - получить 1^е в России экспериментальные данные по изменению ключевых физических и геометрических параметров изделий из карбида кремния после реакторного облучения;
• облучению подверглись образцы оболочек с различным способом армирования:
• биаксильный каркас,
• триаксильный каркас,
• также были испытаны заглушки для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) из карбида кремния.

Разработка ведется в рамках программы по созданию толерантного топлива (ATF) нового поколения безопасности, которое позволит существенно повысить безопасность эксплуатации атомных станций (АЭС).
Новые данные необходимы для разработки и обоснования промышленной технологии серийного производства оболочек ТВЭЛов из карбида кремния для реакторов ВВЭР и PWR.

Материалы на основе карбида кремния

• специфика таких материалов:
• они обладают:
• высокой механической прочностью,
• износостойкостью,
• теплопроводностью,
• коррозионной и радиационной стойкостью;
• но при этом:
• хрупкие,
• малопластичные;
• карбидокремниевое волокно, разработанное во ВНИИНМ:
• равномерно перераспределяет получаемую нагрузку на армирующий высокопрочный плетенный волокнистый каркас,
• тем самым делая оболочку более прочной;
• по оценкам ученых Росатома карбид кремния:
• потенциально один из самых перспективных вариантов для оболочек ATF-топлива,
• но при этом наиболее технологически сложный (ТВЭЛы из карбидокремниевого волокна нельзя изготовить по технологии, десятилетиями отработанной на металлах).

Тезисы главного эксперта материаловедческо-технологического отдела композиционных, магнитных и специальных материалов ВНИИНМ Ф. Макарова:

• в теории оболочки из карбида кремния позволят не просто минимизировать риски, а полностью исключить пароциркониевую реакцию на АЭС;
• таким образом, при внедрении карбидокремниевых ТВЭЛов отпадет необходимость в некоторых системах безопасности, и тогда строить атомные энергоблоки станет дешевле;
• также их применение может увеличить эффективность современных реакторов за счет:
• повышения выгорания топлива,
• продолжительности топливной кампании.

Толерантное топливо (Advanced Technology Fuel или Accident Tolerant Fuel)

• ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС;
• 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.

Реактор БОР-60

• экспериментальный реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем мощностью 60 МВт;
• электрическая мощность - 12 МВт;
• представляет собой прототип АЭС малой мощности (АСММ);
• имеет систему утилизации тепла для выработки электроэнергии и передачи части тепла в теплосеть НИИАР;
• предназначен для отработки топливного цикла, технологии натриевого теплоносителя, а также широкого спектра проектных и конструкторских решений для реакторов на быстрых нейтронах;
• как мощный источник быстрых нейтронов используется для исследований воздействия нейтронного облучения на конструкционные, топливные и поглощающие материалы различных типов;
• веден в эксплуатацию в 1969 г.