«Ռոսատոմի» վառելիքային ստորաբաժանումը (ՏՎԷԼ) անընդհատ կատարելագործում է վառելիքը, բարձրացնում դրա անվտանգությունը և մշակում փակ միջուկային վառելիքային ցիկլեր (ՓՄՎՑ)՝ ուրանի էներգետիկ ներուժը մեծացնելու համար: Պատմում ենք այս ոլորտում վերջին նվաճումների մասին:
Ռոստովի ԱԷԿ-ի 2-րդ բլոկն ավարտեց իր տոլերանտ միջուկային վառելիքի վերջնական փորձնական շահագործման ցիկլը: «Տոլերանտ» նշանակում է ավելի կայուն արտակարգ իրավիճակների նկատմամբ: Վառելիքային հավաքույթները բեռնվել են ՋՋԷՌ-1000 ռեակտորի մեջ 2021 թվականին և անցել են անբողջական շահագործման ցիկլը՝ 18-ամսյա երեք վառելիքային արշավ: Փորձնական-արդյունաբերական շահագործման ընթացքում օգտագործվել են ՏՎՍ-2Մ կոնստրուկցիայի համակցված երեք հավաքույթ՝ յուրաքանչյուրում 12-ական տվէլով: Դրանցից վեցի համար օգտագործվել է 42KhNM քրոմ-նիկելային համաձուլվածք, իսկ մյուսների ծածկույթը պատրաստված է քրոմով պատված ցիրկոնիումի համաձուլվածքից: Այս նոր նյութերը հնարավորություն կտան արտակարգ իրավիճակի դեպքում լիովին կանխել կամ դանդաղեցնել ռեակտորի ակտիվ գոտում գոլորշու-ցիրկոնիումային ռեակցիայի զարգացումը:
«Հաշվի առնելով բոլոր գործոնները՝ տնտեսությունը, տեխնոլոգիան, կարգավորումները և ընթացակարգերը, դասական ցիրկոնիումի համաձուլվածքից պատրաստված քրոմապատ ծածկույթով պատյանը արդյունաբերական կիրառման համար օպտիմալ տարբերակ է: Տոլերանտ վառելիքի մշակման ծրագիրը տվել է ևս մեկ կարևոր արդյունք միջուկային վառելիքային ցիկլը փակելու համար: Քրոմապատ մակերեսի հատկությունները հնարավորություն են տալիս բացառել մի շարք մեխանիկական գործողություններ ՋՋԷՌ ռեակտորների համար միջուկային վառելիքի արտադրության ընթացքում: Առանց մարդու մասնակցության արտադրությունը՝ անհրաժեշտ նախապայման է վերամշակված ուրանից և պլուտոնիումից վառելիքի արդյունաբերական արտադրության համար», — բացատրեց ՏՎԷԼ-ի գիտատեխնիկական գործունեության ավագ փոխնախագահ Ալեքսանդր Ուգրյումովը:
Բալակովոյի ատոմակայանի № 1 բլոկում ավարտվել է ՌԵՄԻՔՍ վառելիքով վառելիքային հավաքույթների երրորդ 18-ամսյա փորձնական-արդյունաբերական շահագործման ցիկլը: Այն օգտագործում է ՋՋԷՌ ռեակտորներից օգտագործված միջուկային վառելիքից վերամշակված ուրանի և պլուտոնիումի խառնուրդ: ՌԵՄԻՔՍ-ը նախատեսվում է օգտագործել թեթև ջրային ջերմային ռեակտորներում, այդպիսով դրանք ներգրավելով փակ միջուկային վառելիքային ցիկլի (ՓՄՎՑ):
Վեց վառելիքային հավաքույթները լիովին հագեցած են եղել նորարարական տվէլերով և բեռնվել են ՋՋԷՌ-1000 ռեակտորի մեջ 2021 թվականի վերջին: Շահագործման ընթացքում շեղումներ չեն հայտնաբերվել, նեյտրոնա-ֆիզիկական և ծառայության ժամկետի բնութագրերը եղել են նախագծային սահմաններում: Այս վեց հավաքույթներից վերջին երեքը հանվել են ակտիվ գոտուց 2026 թվականի մարտին: Դրանք, ինչպես և «տոլերանտ» ծածկույթով հավաքույթները, անցել են 18-ամսյա երեք վառելիքային ցիկլ: Ռեակտորի ակտիվ գոտուց բեռնաթափվելուց հետո ճառագայթված վառելիքային հավաքույթները տեղադրվել են օգտագործված վառելիքի պահպանման ավազան: Այնտեղ արդեն գտնվում է երեք վառելիքային հավաքույթ, որոնք հանվել են 2024 թվականին՝ երկրորդ վառելիքային արշավի ավարտից հետո: Հովացած հավաքույթները կուղարկվեն Դիմիտրովգրադի գիտահետազոտական ինստիտուտ՝ հետռեակտորային հետազոտությունների համար։
«Հաշվի առնելով փորձնական տվէլերի, իսկ հետագայում նաև լիարժեք վառելիքային հավաքույթների շահագործումը, մենք կուտակել ենք գրեթե 10 տարվա փորձ՝ ՌԵՄԻՔՍ-վառելիքը ճառագայթելու բարձր հզորության առևտրային ռեակտորում։ Իրականացնելով ճառագայթված հավաքույթների հետռեակտորային հետազոտությունները մենք կկարողանանք որակավորվել և աշխարհում առաջին անգամ շուկային առաջարկել ՋՋԷՌ ռեակտորների համար նախատեսված ուրան-պլուտոնիումային վառելիք։ Հաջորդ քայլը կլինի ՋՋԷՌ ռեակտորում աղքատացված ուրան և մինչև 5% պլուտոնիում պարունակող ուրան-պլուտոնիումային վառելիքով հավաքույթների բեռնումը։ «Այսպիսով, մենք ստեղծում ենք արտադրանքի և լուծումների ամբողջական շարք՝ հավասարակշռված միջուկային վառելիքային ցիկլի հայեցակարգի շրջանակներում՝ վերամշակված ուրանից մինչև ուրան-պլուտոնիումային տարբեր միացություններ», — մեկնաբանեց Ալեքսանդր Ուգրյումովը։
Վառելիքային ստորաբաժանման գիտնականները մշակել են ազոտ-15 իզոտոպի արտադրության արդյունաբերական մեթոդ՝ խառը նիտրիդային ուրան-պլուտոնիումային (ԽՆՈՒՊ) հաջորդ սերնդի վառելիքի արտադրության համար: Այն նախատեսվում է օգտագործել ԲՐԵՍՏ-ՕԴ-300 արագ նեյտրոնային ռեակտորում՝ «Ճեղքում» նախագծի շրջանակներում:
Քանի որ ազոտ-15-ը գրեթե չի կլանում նեյտրոններ, ակտիվ գոտում դրանք ավելի շատ կլինեն: Հետևաբար, ազոտ-15-ի օգտագործումը տեսականորեն թույլ է տալիս նվազեցնել ռեակտոր բեռնվող վառելիքային նյութի ծավալը: Ազոտ-15-ի շնորհիվ կնվազեցնի նաև անցանկալի ածխածին-14-ի արտադրությունը: Այս ամենը կբարելավի ռեակտորի տնտեսական և շահագործման բնութագրերը:
Երկֆազ գազ-հեղուկ համակարգերում ազոտ-15 արտադրելու համար Բոչվարի ինստիտուտը կառուցել է խոշորացված լաբորատոր սթենդ, փորձարկել և օպտիմալացրել է բարձր հարստացված իզոտոպի արտադրության տեխնոլոգիական ռեժիմները և արտադրել արտադրանքի առաջին խմբաքանակը:
«Արագ» ռեակտորների համար վառելիքի գծով մեր հետազոտությունները միաժամանակ ընդգրկում են վառելիքային և կոնստրուկտից հեռանկարային նյութեր, ուրան-պլուտոնիումային վառելիքի արտադրության տեխնոլոգիաներ և դրա վերամշակման լուծումներ: Այս բոլոր մշակումներն ուղղված են էներգետիկ և բնապահպանական անվտանգությանը կայուն զարգացման պարադիգմայի շրջանակներում և ԱԷԿ-ի հումքային բազայի առավելագույն հնարավոր ընդլայնմանը՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով ռադիոակտիվ թափոնները և ճառագայթված վառելիքը», — եզրափակեց Ալեքսանդր Ուգրյումովը:
