Шілдеде отын мен ядролық отын циклін әртүрлі жетілдірулер туралы үш жаңалық шықты, олар ресейлік дизайндағы АЭС-та электр энергиясын өндірудің экономикалық көрсеткіштерін жақсартуға және ядролық отын циклін тұйықтауға бағытталған.
Минорлық актинидтермен
Басты жаңалық – алғаш рет БН-800 жылдам нейтронды реакторға (Белоярск АЭС № 4 энергия блогына орнатылған) үш жылушығарғыш жинақ жүктелді, олардың отын құрамына минорлық актинидтер қосылды. Бұл радиоулы, көп жылу шығаратын және сәулеленген ядролық отындағы (СЯО) жартылай ыдырау кезеңі ұзақ элементтер.
Үш эксперименттік ЖШҚ отын құрамының негізі – МОКС, уран және плутоний оксидтерінің қоспасы. Еске сала кететін бір жайт, 2022 жылдың қыркүйегінен бастап БН-800 МОКС отынымен жұмыс істейді. Құрылымдардың басты ерекшелігі – құрамына америций-241 және нептуний-237 қосылуы. 2023 жылдың соңында Тау-кен химия комбинатында (ТВЭЛ, Росатом отын дивизионы құрамына кіреді) ЖШҚ-лар дайындалып, қабылдаудан өтті. Олардың тәжірибелік-өнеркәсіптік пайдаланылуы үш микрокампанияға бөлінген, тұтас алғанда шамамен бір жарым жыл. Микрокампанияның мақсаты – іс жүзінде минорлық актинидтерді өнеркәсіптік ауқымда жою мүмкіндігін растау.
Егер мұндай мүмкіндік расталса, онда пайдаланылған ядролық отынның радиациялық белсенділігі мен уыттылығы 2300 есе төмендейді. «Росатомада жасалған, жылдам нейтронды өнеркәсіптік реакторға арналған минорлық актинидтері бар МОКС отынының дүние жүзінде теңдесі жоқ және ол IV буын ядролық энергетикалық жүйелерінің аса маңызды құрамдас бөлігін жүзеге асырудың негізгі технологиялық мүмкіндігін көрсетеді. Уранплутоний отынының өзі атом энергетикасының шикізат базасын кеңейтуге және сақтаудың орнына, СЯО өндіруге, ядролық қалдықтар көлемін азайтуға мүмкіндік береді. Ал минорлық актинидтерді кәдеге жарату-бұл қалдықтардың радиоактивтілік деңгейін айтарлықтай төмендету мүмкіндігі, бұл болашақта оларды күрделі және қымбат тұратын терең көму тәсілінен бас тартуға мүмкіндік береді», – деп түсіндіреді ТВЭЛ ғылыми-техникалық қызмет жөніндегі аға вице-президенті Александр Угрюмов.
Росатом – ядролық отын циклін тұйықтау үшін «Прорыв» жобасы аясында қажетті IV буын жүйесінің керекті компоненттерін жасап шығаратын, СЯО өңдейтін, отынның жаңа бөліктерін, жылдам реакторларды өндіретін әлемдегі алғашқы ұйым. Бұл Брест-ОД-300 реакторы бар тәжірибелік-демонстрациялық энергетикалық кешен, сондай-ақ Белоярск АЭС-да салынатын БН-1200М реакторы бар жаңа блок.
Маневрлік режимдегі жанармай
Росатом ғалымдары «Маневр-1» экспериментін сәтті жүзеге асырды. Эксперимент барысында 18 айлық отын циклінде ВВЭР-1200 реакторында жұмыс істеуге арналған ядролық отынның параметрлері қуаттылықты тәулік бойы маневрлеу режимінде зерттелді. Жанармай құрамына кіріктірілген жанып кететін сіңіргіші бар және жоқ жылушығарғыш элементтер МИР зерттеу реакторына жүктелді. Сынақ сценарийі тәуліктік маневрлеуге ұқсады: 40% қуаттылықта жеті сағат (түнгі сағаттарда), 100% қуаттылықта төрт сағат (таңертеңгі жүктеме), содан кейін тағы сонша уақыт 40% қуаттылықта (күндізгі бәсеңдеу) және тоғыз сағат 100% қуаттылықта (кешкі жүктеме). Реакторлық сынақтар 224 тиімді тәулікке созылды, осы уақыт ішінде қуаттың төмендеп-артуының 218 циклі орындалды.
Эксперимент нәтижелері қуаттың қайта-қайта жылдам өзгеруі жағдайында отынның тұтастығы мен жұмысқа қабілеттілігі сақталатынын растады. «Бұл ресейлік жоғары қуатты реакторлардың маневрлік режимде жұмыс істеуін негіздеуге қарай жасалған тағы бір қадам. Біздің салалық зерттеулеріміз ресейлік дизайндағы АЭС-тардың шетелдік операторларының айтарлықтай қызығушылығын тудырады», – деп атап өтті Александр Угрюмов.
Атом энергоблоктарының қуатымен маневрлеу атомдық немесе жаңартылатын генерацияның үлесі жоғары, бірақ энергия жүйесіндегі жүктеме өзгерістері кезінде дәстүрлі түрде қолданылатын газ немесе гидростанциялары жоқ немесе жеткіліксіз энергия жүйелері үшін маңызды.
Бірінші күннен 18 айға дейін
ТВЭЛ Үндістандағы «Куданкулам» атом электр станциясының үшінші және төртінші блоктарына ядролық отын жеткізу бойынша келісімшартты орындай бастады. Бұл отын алғашқы жүктелгеннен бастап 18 бойы пайдалануға арналған.
Бұған дейін «Куданкулам» энергоблоктарына орнатылатын ВВЭР-1000 реакторларына 12 айлық циклде жұмыс істейтін отын жүктелген болатын. Бірақ 2022 жылдан бастап ТВЭЛ алғашқы екі отын блогына ТВС-2М отыны жеткізіледі. Оның жаңа буынға жататын антидебризді сүзгісі бар конструкциясы қатты, уран массасы жоғарырақ. Беріктігінің жоғары және уран сыйымдылығының үлкен болуының арқасында блоктар 18 айлық жұмыс цикліне көшірілді. Бұл тоқтап тұрған күндер санын азайтып, осылайша блоктың өндіру шамасы мен экономикалық көрсеткіштерін арттыра түсті.
«ВВЭР-1000 реакторлары бар «Куданкулам» АЭС екінші кезектегі блоктары тарихта бірден 18 айлық отын циклінде іске қосылатын алғашқы блоктар болады. Бұл біздің соңғы жылдардағы табысты ынтымақтастығымыздың нәтижесі. «Куданкуламның» жұмыс істеп тұрған энергоблоктарында бұрын Ресей мен Қытайдағы ұқсас энергоблоктарда енгізілген шешімдер игерілді. Росатом ядролық отынды жеткізіп қана қоймай, сонымен қатар инженерлік қызметтерді ұсына отырып, жанармай циклінің жаңа шешімдері арқылы энергоблоктардың экономикасын жақсартады», – дейді ТВЭЛ президенті Наталья Никипелова.
