Durante o ano passado, foram destacadas várias tendências importantes no setor nuclear russo. Em primeiro lugar, um novo olhar sobre a Geração IV, que se trata não apenas de reatores, mas de sistemas que consomem recursos mínimos e maximizam a eficiência energética e econômica. Em segundo lugar, o aumento real (e não apenas “no papel”) da capacidade nuclear tanto na Rússia como em todo o mundo e, em terceiro lugar, o desenvolvimento de novas tecnologias e a criação de bases científicas. Vamos resumir os resultados de 2024.

Sistemas de Geração IV

“A linha estratégica da Rosatom é a transição para a energia nuclear de dois componentes com a ampla implementação de tecnologias de reatores rápidos e o ciclo fechado do combustível nuclear”, disse Alexey Likhachev, Diretor Geral da Rosatom, no Fórum Internacional Atomexpo 2024, realizado em abril. Esta transição consiste em um processo de vários estágios e multidimensional, por isso a Rosatom trabalha em múltiplas frentes ao mesmo tempo.

Em primeiro lugar, a Rosatom está construindo um complexo de energia de demonstração experimental (ODEK) em Seversk, incluindo o reator rápido de chumbo BREST-OD-300 e módulos para fabricação-refabricação (MFR) e reprocessamento de combustível irradiado. Em abril de 2024, foi lançada a linha de síntese carbotérmica do MFR e, em dezembro, o módulo foi colocado em operação piloto. A última camada da estrutura de contenção do vaso do reator foi instalada no eixo do reator, e o condensador da turbina está sendo montado. A instalação dos principais equipamentos da usina terá início neste ano.

O ODEK demonstrará como funciona o ciclo fechado do combustível nuclear na prática, que envolve o reprocessamento do combustível nuclear irradiado e a fabricação, a partir dos seus componentes (urânio e plutônio), de novos lotes de combustível para o reator localizado na mesma instalação.

A reciclagem múltipla, aliada à inclusão do urânio empobrecido (restante após o processo de enriquecimento) no ciclo do combustível nuclear, permite maximizar o potencial energético de cada quilograma de urânio extraído e minimizar os custos de extração e processamento, bem como a dependência de recursos naturais reservas.

Em segundo lugar, a Rosatom continua operando a Unidade No. 4 do reator rápido de sódio BN-800, que atualmente é alimentado por combustível MOX (mistura de óxidos de urânio e plutônio). Em julho de 2024, o reator atingiu 100% da sua capacidade após o reabastecimento.

Em terceiro lugar, a Rosatom começou a processar actinídeos menores tóxicos. Durante o reabastecimento acima mencionado, os três primeiros conjuntos de combustível com actinídeos menores foram carregados no reator BN-800. Conjuntos com actinídeos menores serão irradiados durante três minicampanhas, que duram aproximadamente um ano e meio. O objetivo é confirmar experimentalmente a possibilidade de transmutação de actinídeos menores em reatores rápidos. A transmutação permitirá reduzir a radioatividade dos resíduos, encurtando em 2.300 vezes o período necessário para o seu isolamento (de 700 mil anos para 300). Isso é feito para evitar o armazenamento profundo, que é caro e complexo. Vale lembrar que a peculiaridade dos resíduos radioativos é que, com o tempo, eles se tornam cada vez mais estáveis ​​e seguros, e a principal questão é quando isso vai acontecer. Assim, o ciclo fechado do combustível nuclear atenua o único inconveniente significativo da energia nuclear que ainda não foi superado, que é a acumulação de resíduos radioativos.

Por fim, a Rosatom está desenvolvendo novos combustíveis destinados ao fechamento do ciclo do combustível nuclear. Para mais informações, consulte o artigo “A evolução do combustível” nesta edição.

Usinas nucleares para um fornecimento estável de energia

Na Rússia, a Rosatom está construindo novas unidades de energia para atingir uma participação de 25% da produção nuclear no balanço energético do país até 2045. Duas unidades de energia com reatores VVER-TOI (padrão otimizado informatizado) estão sendo construídas na Usina Nuclear de Kursk. A Unidade No. 1 da Usina Nuclear de Kursk-2 está em fase final e se preparando para a inicialização física, e a Unidade No. 2 está em construção. Em março de 2024, o primeiro concreto foi lançado na fundação da Unidade No. 7 da Usina Nuclear de Leningrado. Na Usina Nuclear de Smolensk, estão em andamento os trabalhos preparatórios para a colocação do primeiro concreto, prevista para 2027. Além disso, está sendo finalizado o projeto das unidades de energia com reatores VVER de média potência para a Usina Nuclear de Kola.

No Esquema Geral atualizado para a localização de instalações de geração de eletricidade até 2042, está prevista a construção de novas unidades nas regiões do Extremo Oriente da Rússia, nos territórios de Primorsky e Khabarovsk.

A Rosatom continua sendo líder na construção de usinas nucleares no exterior: 22 unidades em 7 países (mais de 90% dos projetos em construção no mundo) estão sendo realizadas pela Corporação Estatal. Em janeiro, foi lançado o primeiro concreto da Unidade No. 4 da Usina Nuclear de El-Dabaa, no Egito, onde todas as quatro unidades da usina estão sendo construídas simultaneamente. Em outubro, foi instalada a armadilha de fusão na Unidade No. 3 e, em novembro, na Unidade No. 4.

Em setembro, o vaso do reator foi instalado na posição projetada na Unidade No. 8 da Usina Nuclear de Tianwan, na China, enquanto um simulador para as Unidades No. 7 e No. 8 foi colocado em operação em outubro. Em novembro, a soldagem do circuito principal de tubulação na Unidade No. 7 foi concluída.

Em dezembro, na Unidade No. 4 da Usina Nuclear de Xudapu, também na China, o vaso do reator foi instalado na sua posição projetada.

Na Usina Nuclear de duas unidades de Rooppur, em Bangladesh, a construção da Unidade de Energia No. 1 foi concluída em dezembro. Após testar as bombas de circulação principais, a instalação do reator será testada em parâmetros nominais sem combustível. Nesta fase, deve-se confirmar se o equipamento atende a todas as especificações de projeto. Após uma série de testes, a unidade estará pronta para iniciar as operações de lançamento.

Em dezembro, na Unidade No. 1 da Usina Nuclear de Akkuyu, na Turquia, foi concluída a instalação de uma turbina, cujo eixo começou a girar em baixas rotações. Estão em andamento os preparativos para testes de pré-lançamento com carregamento de simuladores de combustível.

As duas primeiras unidades com reatores VVER-1200 das Usinas Nucleares de Akkuyu e Rooppur estão praticamente prontas para o lançamento.

A Rosatom é líder na implementação de projetos não só para grandes, mas também para pequenas usinas nucleares. Em maio de 2024, a Rosatom assinou com o Uzbequistão o primeiro contrato de exportação da história mundial para a construção de usinas nucleares de baixa potência. O contrato prevê a construção na região de Jizaque, no Uzbequistão, de seis unidades de energia com reatores RITM-200, cada uma com capacidade elétrica individual de 55 MW. A entrada em operação da primeira unidade está prevista para o final de 2029.

Em junho de 2024, a Divisão de Engenharia Mecânica da Corporação Estatal assinou um memorando de intenções com parceiros da República da Guiné. As partes cooperarão em um projeto de construção de unidades nucleares flutuantes destinadas ao fornecimento de eletricidade à república.

Desta forma, a Rosatom contribui na prática para o aumento da capacidade nuclear livre de carbono em todo o mundo.

Novas tecnologias

A Rosatom desenvolve não apenas tecnologias energéticas tradicionais, mas também completamente inovadoras. Assim, a Rússia é a fundadora e participante do projeto internacional para a construção do reator termonuclear ITER, e a Rosatom é a executora das tarefas mais importantes do projeto.

Uma dessas tarefas, aprovada em 2024, é a substituição do material da primeira parede do tokamak, de berílio por tungstênio. A decisão foi tomada devido a particularidades da regulamentação da França. Anteriormente, cientistas russos fabricaram e testaram um protótipo (um segmento) de uma parede de berílio e agora estão se preparando para fabricar uma parede de tungstênio. A Organização Internacional ITER assinou um contrato com o lado russo para pesquisas destinadas ao desenvolvimento de uma tecnologia de aplicação de um revestimento de carboneto de boro, necessária para uma operação mais eficiente do tokamak.

Além disso, como as impurezas de tungstênio reduzem a temperatura plasmática, será necessário aumentar o número de girotrons: de 24 para 80–87. É muito provável que estes dispositivos sejam fabricados na Rússia, graças à sua liderança nestas tecnologias.

Em 2024, a Rosatom continuou a construção de novos parques eólicos na Rússia. Em março, entrou em operação a segunda fase do parque eólico Trunovskaya (35 MW) no território de Stavropol. A capacidade total de ambas as fases é de 95 MW. No total, a Rosatom construiu mais de 1 GW de capacidade de energia eólica na Rússia. Em novembro, teve início a construção do parque eólico Novolakskaya, no Daguestão, o maior da Rússia, com capacidade de 300 MW. Além disso, a Rosatom entrou nos mercados estrangeiros de energia eólica. Seu primeiro parque eólico no exterior, com capacidade de 100 MW, começou a ser construído no Quirguistão. É importante destacar que os principais componentes, incluindo naceles e pás, também são fabricados na Rússia, nas empresas da Corporação Estatal.

No último ano, a Rosatom também fez progressos no desenvolvimento de tecnologias nucleares não energéticas. Em outubro, na Bolívia, foi inaugurado um centro de irradiação nas instalações do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Tecnologia Nuclear. Além disso, foi iniciada a instalação do vaso do reator de pesquisa. Nesse mesmo mês, na Planta de Concentrados Químicos de Novosibirsk, na Rússia (parte da divisão de combustíveis da Rosatom), foi aprovado o combustível nuclear para o abastecimento inicial deste reator.

Em novembro, a Rosatom assinou um contrato com o Ministério da Inovação e Tecnologia da Etiópia para desenvolver um estudo de viabilidade para um Centro de Ciência e Tecnologia Nuclear naquele país.

Ampliação da cooperação e apoio internacionais

Indicadores da alta qualidade e eficácia das propostas da Rosatom são novos contratos e parcerias com atores internacionais em diversas áreas. Em 2024, a República de Belarus, onde a Rosatom construiu a primeira usina nuclear estrangeira com reatores VVER-1200, assinou um programa abrangente de cooperação em projetos não energéticos e não nucleares com a Corporação Estatal.

Com a China, país com o qual a Rosatom tem um longo histórico de colaboração no campo da energia nuclear, estão em curso trabalhos para o desenvolvimento de rotas comerciais ao longo da Rota do Mar do Norte. Em junho, a Rosatom e a empresa chinesa NewNew Shipping Line assinaram um acordo de intenções para estabelecer uma joint venture destinada à construção de navios e a organização de uma linha contínua de contêineres entre os portos da Rússia e da China através da Rota do Mar do Norte. Em novembro, foi realizada a primeira subcomissão da Rota do Mar do Norte (por parte da China, o Ministério dos Transportes; por parte da Rússia, a Rosatom). Ambas as partes se comprometeram a promover o crescimento do transporte de cargas, garantir a segurança da navegação e melhorar a infraestrutura. Em 2024, as companhias marítimas chinesas aumentaram o número de viagens ao longo da Rota do Mar do Norte de oito para treze.

Por fim, como exemplo de apoio geral à cooperação com a Rosatom, representantes de empresas do setor nuclear do Brasil, China, África do Sul, Irã, Etiópia e Bolívia apoiaram a iniciativa da Rosatom de criar uma Plataforma de Energia Nuclear destinada a fortalecer a cooperação.