Ռասատոմի վառելիքային ստորաբաժանումը` ՏՎԷԼ–ը առաջադիմել է վառելիքի նոր տեսակների մշակման, անվտանգության հիմնավորման և հաճախորդներին առաջարկելու գործում: Այն ավելի անվտանգ է, ավելի խնայող և նպաստում է միջուկային վառելիքային ցիկլը (ՄՎՑ) փակելուն. այն թույլ է տալիս առավելագույնս օգտագործել բնական ուրանի էներգետիկ ներուժը և նվազեցնում է աշխատած միջուկային վառելիքի ծավալը:
Հաստատված անվտանգություն
Բալակովո ԱԷԿ-ի №1 էներգաբլոկում (Ռոսատոմի մաս) սկսվել է ՌԵՄԻՔՍ– վառելիքով ջերմարտադրող հավաքների փորձնական շահագործման երրորդ և վերջին 18-ամսյա ցիկլը։
ՌԵՄԻՔՍ-ը` վառելիք է, որը մշակվել է ռուս ատոմագետների կողմից վերականգնված ուրանի և պլուտոնիումի խառնուրդից՝ հարստացված ուրանի հավելումով: ՌԵՄԻՔՍ–ը նախատեսված է հատուկ թեթև ջրային ռեակտորների համար: Պլուտոնիումի մասնաբաժինը այս վառելիքում չի գերազանցում 5%-ը։ Նեյտրոնային սպեկտրը չի տարբերվում սովորական ուրանային վառելիքից, հետևաբար նրա վարքագիծը ռեակտորում և արտադրվող պլուտոնիումի ծավալը ընդհանուր առմամբ չի տարբերվում ստանդարտից։ Այս հատկանիշների շնորհիվ ՌԵՄԻՔՍ վառելիքը կարող է օգտագործվել առանց անվտանգության լրացուցիչ միջոցների:
Բալակովո ԱԷԿ-ի №1 էներգաբլոկի ՋՋԷՌ-1000 ռեակտորում 2021 թվականի վերջում առաջին անգամ ՌԵՄԻՔՍ վառելիքով վեց վառլիքային հավաք է բեռնվել։ Նրանք անցնում են ստանդարտ գործառնական ցիկլով՝ երեք արշավ՝ յուրաքանչյուրը 18 ամիս: Արդեն անցած երկու փորձարկումներից հետո Ռոսատոմի մասնագետները, օգտագործելով վերաբեռնման մեքենայի ստանդարտ խցիկը, ստուգեցին վառելիքի ձողերը և հավաքների կառուցվածքային տարրերը: Հետագա շահագործման համար խոչընդոտներ չեն հայտնաբերվել:
Երրորդ արշավը կավարտվի 2026 թվականի առաջին կիսամյակում՝ պլանային նախազգուշական վերանորոգման ժամանակ։ Հավաքները կտեղափոխվեն հովացման ավազան, այնուհետև կուղարկվեն հետռեակտորային հետազոտության: «Պորձնական-արդյունաբերական շահագործման ծրագրի ավարտից և ՌԵՄԻՔՍ–վառելիքի հետռեակտորային հետազոտությունից հետո Ռոսատոմը բավարար հիմնավորում կունենա շուկային նոր արտադրանք առաջարկելու հավասարակշռված վառելիքային ցիկլի հայեցակարգում», — նշել է «ՏՎԵԼ» ԲԸ գիտատեխնիկական գործունեության գծով ավագ փոխնախագահ Ալեքսանդր Ուգրյումովը։ Այնուհետև ՏՎԷԼ–ը նախատեսում է բարձր հզորությամբ բլոկերից մեկը աստիճանաբար վերափոխել ՌԵՄԻՔՍ–վառելիքի:
Հարստացումը հետևում է
ՄԻՐ.Մ1 հետազոտական ռեակտորում (Ռոսատոմի գիտական բաժնի միջուկային ռեակտորների գիտահետազոտական ինստիտուտի մաս) բեռնվել է փորձնքական հավաք, որը բաղկացած է 12 տցէլից՝ ուրան-հերբիումային վառելիքային համադրությամբ: Յուրաքանչյուր տվէլում ուրանի հարստացումը կազմում է մոտ 5%:
Հավաքի թեստը՝ փորձարկման ծրագրի առաջին փուլն է, որն ուղղված է 5%-ից ավելի հարստացման աստիճանական ավելացմանը: «Մինչ այժմ ռեակտորների արդյունավետությունը բարձրացել է վառելիքի հավաքների նոր կառուցվածքների և մոդիֆիկացիաների ներդրման միջոցով: Նորարարության մեծ մասը վերաբերում էր վառելիքի ձողում հարստացված ուրանի ֆիզիկական ծավալի ավելացմանը և, ի վերջո, վառելիքի մեկ քարթրիջից ավելի շատ էներգիա արտադրելուն: Այժմ, ատոմակայանների տնտեսության հետագա օպտիմալացման համար, ամենայն հավանականությամբ, անհրաժեշտ է անցնել ուրանի հարստացման 5% շեմը՝ մեծ հզորության ջերմային ռեակտորների համար: Հաշվի առնելով, որ ժամանակակից ՋՋԷՌ ռեակտորների ակտիվ գոտում կա վառելիքի 163 հավաք, և դրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է ավելի քան 500 կգ ուրան, հարստացումը ընդամենը 1%-ով ավելացնելու ազդեցությունն արդեն շատ զգալի կլինի», — բացատրեց «ՏՎԵԼ» ԲԸ գիտատեխնիկական գործունեության գծով ավագ փոխնախագահ Ալեքսանդր Ուգրյումովը։
Ըստ ՏՎԷԼ-ի գիտնականների՝ ստանդարտ գադոլինիումի փոխարեն էրբիումի օգտագործումը որպես նեյտրոնային կլանիչ՝ 5%-ից բարձր հարստացված վառելիքի հետ համատեղ, հնարավորություն կտա 12 և 18-ամսյա վառելիքային ցիկլերից անցնել 24-ամսյա ցիկլերի: Վառելիքի վերաբեռնման համար ավելի հազվադեպ կանգառների շնորհիվ կավելանա էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը և արդյունքում՝ ատոմակայանի եկամուտները և այլ տնտեսական ցուցանիշները։
Փորձարկումների ծրագիրը նախատեսված է տարեկան ճառագայթման չորս ցիկլերի համար: Հետազոտության արդյունքները կօգնեն ստեղծել ՋՋԷՌ ռեակտորների համար ուրան-էրբիումի վառելիքի սերիական արտադրության տեխնոլոգիա, ինչպես նաև հիմնավորել դրա աշխատանքը ռուսական նախագծման ԱԷԿ-ում։
Արագ ռեակտորների համար
Ռոսատոմի գիտնականները զգալի արդյունքների են հասել 4-րդ սերնդի արագ նեյտրոնային ռեակտորային համակարգերի համար ակտիվ գոտու երկու տարբերակների հիմնավորման հարցում: Այսպիսով, Բելոյարսկի ԱԷԿ-ի ԲՆ-600 ռեակտորում փորձարկման համար արտադրվել է ՕՍ-4 հավաք՝ ՍՆՈՒՊ վառելիքով (խառը նիտրիդ ուրան-պլուտոնիում): Այս հավաքի ճառագայթումը պետք է հաստատի վառելիքի այրման աստիճանի բարձրացումը: Հավաքման նախագծում օգտագործվում են տեխնիկական լուծումներ՝ փորձարկման անվտանգությունն ապահովելու համար:
Արտադրվել են նաև ԿՏԷՎՍճՄԱԿ երեք փորձնական հավաքույթ՝ ստանդարտ չափսի ԲՆ-1200 վառելիքի ձողերով՝ աքսիալ շերտով ՄՈՔՍ վառելիքի հիման վրա: Դրանցում վառելիքային սյունակոիմ ներառված է հատված վերարտադրող նյութով (սպառված ուրանով) ։ Այս հատվածները միասին ռեակտորում կձևավորեն հորիզոնական շերտ՝ տարանջատելով ակտիվ գոտին։ Ենթադրվում է, որ նման կառուցվածքը կնվազեցնի տվէլերի երեսպատման ճառագայթային վնասը՝ միաժամանակ պահպանելով վառելիքի այրուման պահանջվող խորությունը: Այս լուծումը հիմնավորվել է մի քանի երկրներում, սակայն գործնականում այն կարող է առաջին անգամ կիրառվել ԲՆ-1200 ռեակտորում։ Սիբիրյան քիմիական գործարանում (ՏՎԷԼ-ի մաս) արտադրված երկու տեսակի հավաքները նախատեսվում է բեռնել ԲՆ-600-ի ակտիվ գոտում 2025 թվականին:
Ռեակտորային և հետռակտորային փորձարկումների շնորհիվ գիտնականները կկարողանան ուսումնասիրել նոր տեսակի վառելիքի տարրերում տեղի ունեցող գործընթացները և լիցենզավորել վառելիքը ԲՆ-1200 ռեակտորում՝ աշխարհում առաջին արագ նեյտրոններով սերիական ռեակտորում: Ակնկալվում է, որ հնարավոր կլինի օգտագործել և՛ ՄՈՔՍ, և՛ ՍՆՈՒՊ վառելիքները։ Բելոյարսկի ԱԷԿ-ի տարածքում ԲՆ-1200 բլոկի շինարարության մեկնարկը նախատեսված է 2027 թվականին:
Հավասարակշռված միջուկային վառելիքային ցիկլը ՌՈՍԱՏՈՄԻ արտադրանքն է, որը հիմնված է միջուկային վառելիքային ցիկլի փակելու տեխնոլոգիաների վրա, որոնք հնարավորություն են տալիս արդյունավետորեն վերամշակել ճառագայթված միջուկային վառելիքը և ապահովել վերամշակված արտադրանքի ռացիոնալ կառավարում:
