Հուլիսին երեք նորություններ հրապարակվեցին վառելիքի և միջուկային վառելիքային ցիկլի տարբեր բարելավումների մասին, որոնք ուղղված են ռուսական արտադրության ԱԷԿ–ում էլեկտրաէներգիայի արտադրության տնտեսական ցուցանիշների բարելավմանը և միջուկային վառելիքային ցիկլի փակմանը:

Մինորային ակտինիդներով

Հիմնական նորությունն այն է, որ առաջին անգամ ջեռմակրիչային երեք հավաք բեռնվել է ԲՆ-800 արագ նեյտրոնային ռեակտորում (տեղադրված է Բելոյարսկի ԱԷԿ-ի №4 էներգաբլոկում), վառելիքային բաղադրության մեջ ավելացված են եղել մինորային  ակտինիդներ։ Սրանք ճառագայթված միջուկային վառելիքի (ՃՄՎ) առավել ռադիոթունավոր տարրերն են, որոնք արտադրում են շատ ջերմություն և ունեն կիսատրոհման երկար շրջան:

ՏՎՍ–ՄՈՔԱ երեք փորձնական վառելիքային հավաքների բաղադրության հիմքը` ուրանի և պլուտոնիումի օքսիդների խառնուրդն է։ Հիշեցնենք, որ ԲՆ-800-ը ՄՈՔՍ վառելիքով աշխատում է 2022 թվականի սեպտեմբերից։ Հավաքների հիմնական առանձնահատկությունը` ամերիցիում-241-ի և նեպտունիում-237-ի ավելացումն է: 2023-ի վերջին Լեռնահանքային–քիմիական կոմբինատում («ՏՎԷԼ»-ի մաս, Ռոսատոմի վառելիքային ստորաբաժանում) արտադրվել և ընդունվել են վառելիքային հավաքույթներ: Նրանց փորձնական–արդյունաբերական շահագործումը բաժանված է երեք միկրո-արշավների՝ ընդհանուր մոտ մեկուկես տարի տևողությամբ: Դրա նպատակն է` գործնականում հաստատել արդյունաբերական մասշտաբով փոքր ակտինիդների վերացման հնարավորությունը:

Եթե ​​այս հնարավորությունը հաստատվի, ապա օգտագործված միջուկային վառելիքի ռադիացիոն ակտիվությունը և թունավորությունը կնվազեն 2300 անգամ։ «Արագ նեյտրոններով արդյունաբերական ռեակտորի համար Ռոսատոմում արտադրված մինորային ակտինիդներով ՄՈՔԱ վառելիքը աշխարհում նմանը չունի և ցույց է տալիս IV սերնդի միջուկային էներգետիկական համակարգերի ամենակարևոր բաղադրիչն իրականացնելու հիմնարար տեխնոլոգիական հնարավորությունը: Ուրան-պլուտոնիումային վառելիքն ինքնին հնարավորություն է տալիս ընդլայնել ատոմային էներգետիկայի հումքային բազան և վերամշակել ՕՄՎ այն պահեստավորելու փոխարեն, նվազեցնել միջուկային թափոնների ծավալը։ Մինորային ակտինիդների ոչնչացումը նաև հնարավորություն է զգալիորեն նվազեցնել թափոնների ռադիոակտիվության մակարդակը, ինչը հնարավորություն կտա ապագայում հրաժարվել դրանց բարդ և թանկարժեք խորը թաղումից», — բացատրում է «ՏՎԷԼ» գիտատեխնիկական գործունեության գծով ավագ փոխնախագահ Ալեքսանդր Ուգրյումովը:

Ռոսատոմն աշխարհում առաջին կազմակերպությունն է, որը «Ճեղքում» նախագծի շրջանակներում ստեղծում է IV սերնդի համակարգի միջուկային վառելիքային ցիկլի փակման համար անհրաժեշտ բաղադրիչները՝ ՕՄՎ վերամշակման ձեռնարկություններ, վառելիքի նոր չափաբաժինների արտադրություն, արագ ռեակտորներ։ Սա փորձարարական ցուցադրական էներգետիկ համալիր է ԲՐԵՍՏ–ՕԴ–300 ռեակտորով, ինչպես նաև ԲՆ–1200Մ ռեակտորով նոր բլոկ, որը կկառուցվի Բելոյարսկի ԱԷԿ-ում։

Վառելիքը մանևրային ռեժիմում

Ռոսատոմի գիտնականները հաջողությամբ իրականացրել են «Մանևր-1» փորձը, որի ընթացքում ուսումնասիրվել են միջուկային վառելիքի պարամետրերը, որը մշակվել է ՋՋԷՌ-1200 ռեակտորում 18-ամսյա վառելիքային ցիկլում, էներգիայի ամենօրյա մանևրման ռեժիմում շահագործման համար։ Ջերմակրիչային տարրերը վառելիքի մեջ ինտեգրված այրվող կլանիչով և առանց դրա բեռնված էին ՄԻՌ հետազոտական ​​ռեակտորում: Փորձարկման սցենարը նմանակում էր ամենօրյա մանևրումը. յոթ ժամ 40% հզորությամբ (գիշերային ժամեր), չորս ժամ 100% (առավոտյան ծանրաբեռնվածություն), այնուհետև նույն քանակությունը 40% (օրվա անկում) և ինը ժամ 100% (երեկոյան ծանրաբեռնվածություն): Ռեակտորային փորձարկումները տևել են 224 արդյունավետ օր, որի ընթացքում կատարվել են հզորության կրճատման-ավելացման 218 ցիկլ։

Փորձի արդյունքները հաստատեցին, որ վառելիքը պահպանում է իր ամբողջականությունը և արդյունավետությունը հզորության բազմաթիվ արագ փոփոխությունների պայմաններում: «Սա ևս մեկ քայլ է ռուսական մեծ հզորության ռեակտորների մանևրային ռեժիմով շահագործումն հիմնավորելու ուղղությամբ։ Մեր ճյուղային հետազոտությունները զգալի հետաքրքրություն են առաջացնում ռուսական նախագծով ԱԷԿ–րի արտասահմանյան օպերատորների կողմից»,- նշում է Ալեքսանդր Ուգրյումովը։

Ատոմային էներգաբլոկների հզորության մանևրումը կարևոր է էներգահամակարգերի համար, որտեղ ատոմային կամ վերականգնվող էներգիայի արտադրության տեսակարար կշիռը բարձր է, բայց չկան կամ անբավարար են գազային կամ հիդրոկայաններ, որոնք ավանդաբար օգտագործվում են էներգահամակարգում բեռնվածության փոփոխության ժամանակ:

Առաջին օրվանից 18 ամսով

ՏՎԷԼ-ը սկսել է Հնդկաստանի «Կուդանկուլամ» ԱԷԿ-ի երրորդ և չորրորդ բլոկներին միջուկային վառելիքի մատակարարման պայմանագրի կատարումը։ Այս վառելիքը նախատեսված է առաջին բեռնումից 18-ամսյա շահագործման համար:

Նախկինում ՋՋԷՌ-1000 ռեակտորները, որոնք տեղադրվում են «Կուդանկուլամ»–ի էներգաբլոկներում, բեռնված էին վառելիքով, որն աշխատում էր 12-ամսյա ցիկլով։ Սակայն 2022 թվականից սկսած ՏՎԷԼ-ը ՏՎՍ-2Մ վառելիք է մատակարարում առաջին երկու բլոկերին։ Այն կոշտ կոնստրուկցիա ունի՝ նոր սերնդի հակաբեկորային ֆիլտրով և ուրանի ավելի մեծ զանգվածով: Ավելի մեծ հուսալիության և ուրանի ունակության շնորհիվ բլոկերն անցան 18-ամսյա շահագործման ցիկլի: Սա նվազեցրեց պարապուրդի օրերի քանակը և դրանով իսկ ավելացրեց բլոկի արտադրողականությունը և տնտեսական ցուցանիշները:

«Կուդանկուլամ» ԱԷԿ-ի երկրորդ փուլի բլոկերը ՋՋԷՌ-1000 ռեակտորներով կլինեն պատմության մեջ առաջինը, որոնք անմիջապես կգործարկվեն 18-ամսյա վառելիքային ցիկլով: Սա վերջին տարիների մեր հաջող համագործակցության արդյունքն է։ «Կուդանկուլամ»–ի գործող էներգաբլոկներում փորձարկվել են լուծումներ, որոնք նախկինում ներդրվել են Ռուսաստանի և Չինաստանի նմանատիպ էներգաբլոկներում։ Ռոսատոմը ոչ միայն միջուկային վառելիք է մատակարարում, այլև տրամադրում է ինժինիրինգային ծառայություններ՝ բարելավելով էներգաբլոկների տնտեսությունը վառելիքային ցիկլի նոր լուծումների միջոցով»,- ասում է «ՏՎԷԼ»-ի նախագահ Նատալյա Նիկիպելովան։