В ходе презентации были рассмотрены основные разработки, которые могут повысить эффективность действующих блоков АЭС «Куданкулам» с реакторами ВВЭР-1000, а также строящихся. В частности, он рассказал о новых материалах и моделях ядерного топлива, решениях для более высокого обогащения урана, технологиях замкнутого ядерного топливного цикла и новых перспективах, которые они открывают для атомных электростанций.
Более длинные топливные циклы
В 2022 году ТВЭЛ начал экспортировать в Индию более совершенное топливо ТВС-2М вместо модели УТВС, ранее поставлявшейся в Куданкулам. Внедрение нового топлива позволяет увеличить время работы реакторов между перегрузками на 12–18 месяцев, что существенно повысит производительность и экономическую эффективность установок (кроме того, модель ТВС-2М более надежна). Однако новые разработки Росатома могут сделать последующие десятилетия эксплуатации электростанций еще более эффективными.
Александр Угрюмов отметил, что внедрение ядерного топлива с обогащением выше 5% позволит эксплуатировать реакторы ВВЭР-1000 в более длительных топливных циклах 24 месяца. Удлинение топливного цикла означает, что электростанция может реже останавливать реакторы для перегрузки топлива (и, следовательно, производить больше электроэнергии в год), закупать меньше новых тепловыделяющих сборок, а также выгружать меньше пучков отработавшего топлива (обращение с отработавшим топливом также влечет за собой расходы). Использование топлива с обогащением по урану более 5% может уменьшить количество ежегодно заменяемых топливных пучков на величину, которая окажет значительное экономическое влияние на жизненный цикл генераторных установок.
АТФ
Основной тенденцией последних лет является разработка топлива нового поколения ATF (Advanced Technology Fuel) с точки зрения безопасности. Росатом также реализует российскую программу ATF, которая включает в себя разработку и испытания новых топливных материалов, как оболочек, так и топливной матрицы.
На реакторе ВВЭР-1000 Ростовской АЭС осуществляется программа по испытанию свинцовых стержней. Облучению подвергается несколько ТВС, содержащих твэлы ATF с инновационными оболочками из хромоникелевого сплава, а также из циркониевого сплава с хромовым покрытием. Наряду с этим на исследовательском реакторе «Мир» Димитровградского НИИАР экспериментальные твэлы с четырьмя различными сочетаниями топливной композиции и материалов оболочки проходят четвертый этап испытаний. Кроме того, в 2022 году начались испытания твэлов ВВЭР и РЭП с новым уран-силицидным топливом, также на реакторе МИР.
Сбалансированный топливный цикл
Особенностью российского подхода является развитие двухкомпонентной атомной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах, а также внедрение технологий замкнутого ядерного топливного цикла, основанных на фабрикации свежего уран-плутониевого топлива из переработанного облученное топливо. .
Технологии быстрых реакторов и ядерного рециклинга позволяют Росатому предложить зарубежным заказчикам новый комплексный продукт – СЯТЦ. Он направлен на принципиальное снижение как объема ядерных отходов, отправляемых на захоронение, так и уровня их радиоактивности. Сбалансированный ЯТЦ повысит безопасность обращения с отходами и снизит риски для окружающей среды, не оставив ядерного наследия будущим поколениям, и в то же время обеспечит устойчивую модель потребления и производства. Это позволит многократно увеличить сырьевую базу ядерной энергетики за счет вовлечения вторичных продуктов ядерного топливного цикла, таких как обедненный уран и плутоний.
Росатом готов предоставить зарубежным заказчикам полный спектр решений, включая переработку ОЯТ в России (с дожиганием высокоактивных элементов, выделенных из ОЯТ в реакторах на быстрых нейтронах), а также производство и поставку урановой -плутониевое топливо для стандартных реакторов на тепловых нейтронах (в частности, легководных установок, таких как ВВЭР).
Топливо пятого поколения.
В целях организации серийного производства уран-плутониевого топлива для реакторов ВВЭР Росатом разрабатывает модель тепловыделяющей сборки пятого поколения — ТВС-5. Особенности этой конструкции позволили бы разработать полностью автоматизированное производство плутониевого топлива и обращение с ним на атомных электростанциях. В настоящее время Топливная компания ТВЭЛ завершила серию стендовых испытаний натурного макета ТВС-5 и подготовила соответствующие валидации. На 2023 год планируется изготовление нескольких пучков ТВС-5 со штатным урановым топливом, следующим этапом должна стать опытно-промышленная эксплуатация сборок инновационной конструкции на одной из российских АЭС.
