Двухкомпонентная атомная энергетическая система

Росатом внедряет технологии для перехода к двухкомпонентной энергетической системе на основе замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ).
Это даст возможность совместить эксплуатацию традиционных энергетических реакторов ВВЭР на тепловых нейтронах с реакторами на быстрых нейтронах.

Преимущества ЗЯТЦ:

• расширится топливная база атомной энергетики;
• расширится воспроизводство ядерного топлива, плутония;
• топливная база расширится без значительного наращивания добычи природного урана;
• уменьшатся объемы радиоактивных отходов (РАО) благодаря сжиганию опасных радионуклидов (минорные актиниды).

Это позволит решить 2 проблемы нынешней атомной энергетики:

• ограниченность запасов природного урана;
• отложенная проблема отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Базовые технологии ЗЯТЦ в РФ отрабатываются на Белоярской АЭС на энергоблоках №3 и №4 с быстрыми реакторами БН-600 и БН-800 с жидкометаллическим теплоносителем, натрием) в сочетании с существующими и создаваемыми производствами по изготовлению ядерного топлива (ЯТ), переработке отработавшего ЯТ и по обращению с ОЯТ и РАО.

Поскольку БН - реакторы способны работать на плутонии и позволяют замкнуть ядерный топливный цикл, оптимальным топливом для таких установок будет: уран-плутониевая смесь:

• реактор БН-800 в 2022 г. был переведен на промышленное смешанное оксидное уран-плутониевое МОКС-топливо;
• другой вид уран-плутониевого топлива для быстрых реакторов - нитридное СНУП-топливо - будет использоваться в 1^м инновационном реакторе со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД-300 (строится в г. Северске в рамках отраслевого проекта Прорыв).

БН-1200М

Разрабатывается в рамках отраслевого проекта Прорыв головного коммерческого энергоблока большой мощности в 1200 МВт.
В 2016 г. был завершен технический проект реакторной установки и началась разработка проекта модернизированной реакторной установки БН-1200М.
Эта установка должна быть конкурентоспособной по сравнению с передовыми атомными энергоблоками большой мощности с реакторами на тепловых нейтронах, а также альтернативной генерацией.
В 2018 г. были утверждены ТЗ на БН-1200М, затем велись НИОКР в обоснование технических решений, безопасности, и конкурентоспособности нового энергоблока.

Белоярская АЭС

АЭС начала работать в апреле 1964 г.
Является филиалом Росэнергоатома (входит в электроэнергетический дивизион госкорпорации Росатом).
АЭС расположена вблизи г. Заречный, Свердловской области.
Первые энергоблоки с реакторами на тепловых нейтронах АМБ-100 и АМБ-200 были окончательно остановлены в связи с выработкой ресурса.

В эксплуатации находятся крупнейшие в мире энергоблоки с реакторами на быстрых нейтронах:

• БН-600 - с 1980 г.;
• №4 БН-800 - с 2015 г.(начал работу в 2016 г.).

БН-800 создавался для отработки ряда технологий ЗЯТЦ, в т.ч. для отработки деятельности на МОКС-топливе.
Серийное производство МОКС-топлива для БН-800 - это этап в создании ЗЯТЦ и 2 - компонентной атомной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах.

В МОКС-топливе применяется:

• обедненный уран,
• плутоний, выделенный в процессе переработки ОЯТ реакторов на тепловых нейтронах, составляющих ныне основу атомной энергетики.

1^ю серийную партию МОКС-ТВС изготовили на Горно-химическом комбинате (ГХК), дочке Росатома, в 2018 г.
Начальная топливная загрузка реактора БН-800 была сформирована в основном из традиционного, уранового оксидного топлива, однако часть топливных сборок (ТВС) содержала МОКС-топливо, которое было произведено на НИИАР и ПО Маяк (тоже дочки Росатома).

3 ноября 2023 г. технология ЗЯТЦ была готова к масштабированию и реализации в промышленных масштабах.
Энергоблок с реактором БН-800 Белоярской атомной электростанции (АЭС) по итогам 2023 г. на почти полной загрузке МОКС-топливом доказал готовность технологии ЗЯТЦ к реализации в промышленных масштабах.

Белоярская АЭС стала 1^й в мире атомной станцией, энергоблок которой 1 год отработал на практически полной загрузке уран-плутониевым МОКС-топливом, состоящем из продуктов, остающихся от работы классических атомных станций и отходов производств по обогащению урана.
По результатам опытно-промышленного использования было доказано, что технология ЗЯТЦ готова к промышленному применению.

14 ноября 2023 г. стало известно, что участники общественных слушаний в г. Заречном Свердловской области выразили поддержку строительству энергоблока №5 Белоярской АЭС с самым мощным быстрым реактором БН-1200.
Строительство энергоблока БН-1200 запланировано на 2027 г.

В августе 2024 г. специалисты отделения топливных технологий Научно-исследовательского института атомных реакторов (НИИАР, Димитровград, входит в научный дивизион Росатома) изготовили опытную партию тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) с виброуплотненным уран-плутониевым МОКС-топливом для многоцелевого быстрого исследовательского реактора МБИР.