Cientistas e engenheiros da Corporação Estatal Rosatom fizeram progressos significativos na criação de um novo tipo de combustível nuclear. O segundo ciclo de testes de reatores de conjuntos de combustível usando combustível MOX para reatores VVER foi concluído com sucesso. Além disso, um módulo de fabricação/remanufatura de combustível nuclear para o reator BREST-OD-300 foi colocado em operação piloto. O combustível para o reator resfriado a gás de alta temperatura (HTGR) passou na primeira fase de testes. Abaixo, compartilhamos os detalhes.
O Módulo de Fabricação/Remanufatura (MFR) foi comissionado no final de dezembro de 2024. É a primeira de três instalações que estão sendo construídas no local da Siberian Chemical Combine (SCC) dentro do Complexo Experimental e de Demonstração de Geração IV, como parte do Projeto Breakthrough.
Quatro linhas tecnológicas foram lançadas no MFR: síntese carbotérmica de nitretos mistos de urânio e plutônio, fabricação de pellets de combustível, produção de elementos combustíveis (TVEL) e montagem de conjuntos de combustível (TVC). Todo o processo de produção é totalmente automatizado.
O MFR está aperfeiçoando a tecnologia para fabricação de conjuntos de combustível com composição baseada em nitreto de urânio empobrecido. Os primeiros modelos de TVC já foram produzidos. Assim que o órgão regulador, Rostekhnadzor, aprovar o manuseio de plutônio, a produção de combustível misto de nitreto de urânio-plutônio (SNUP) começará. Para o carregamento inicial do BREST-OD-300, mais de 200 TVCs precisarão ser fabricados usando combustível SNUP. Anteriormente, elementos combustíveis experimentais usando esse tipo de combustível foram testados no reator de pesquisa BOR-60 e no reator rápido BN-600.
O ODEK é o primeiro experimento do mundo na criação de um sistema de energia nuclear de Geração IV, que inclui um reator rápido e instalações no local para reprocessar combustível usado e produzir novos lotes de combustível novo a partir dele. Os sistemas de Geração IV proporcionam uma redução significativa no desperdício e maximizam o uso do urânio natural ao fechar o ciclo do combustível nuclear. A Corporação Estatal Rosatom fez mais progressos do que qualquer outra empresa no mundo no desenvolvimento desses sistemas.
Em fevereiro, a fábrica de Glazov da Corporação Estatal Rosatom iniciou a produção de tubos redondos e hexagonais de aço inoxidável para o núcleo do BREST-OD-300. Eles serão usados na fabricação de conjuntos de combustível (TVCs), blocos refletores e blocos de proteção. Cerca de 30 equipamentos foram instalados na nova linha de produção. “Planejamos produzir o primeiro lote de tubos de alta tecnologia nos próximos meses”, disse Sergey Chineikin, Diretor Geral da fábrica.
Os resultados do segundo ciclo de testes do reator de combustível MOX no reator de pesquisa MIR.M1 mostraram que o combustível nuclear atingiu o nível de queima esperado e que os elementos de combustível (TVEL) mantiveram sua estanqueidade. Um total de seis ciclos de teste estão planejados em condições normais de operação, cenários de falha e modo de acidente de projeto.
Testes de um lote de TVELs com combustível MOX também estão sendo realizados no importante banco de testes BFS-1. Esses testes permitirão verificar os parâmetros do núcleo do reator do VVER-S avançado. Espera-se que o uso de combustível MOX melhore a eficiência do combustível, reduza as reservas acumuladas de urânio empobrecido e permita um uso mais flexível de materiais recuperados.
Espera-se que a usina nuclear com o reator VVER-S com regulação espectral e se torne a primeira usina do mundo onde um reator de água leve é totalmente carregado com conjuntos de combustível MOX.
No final de dezembro de 2024, cientistas da Corporação Estatal Rosatom concluíram a primeira etapa de testes de reator de amostras de combustível de laboratório para o reator resfriado a gás de alta temperatura (HTGR) em temperaturas extremamente altas. Inicialmente, o combustível foi submetido a mais de 400 dias efetivos de exposição a temperaturas de 1000–1200 °C. A irradiação foi então realizada por 500 horas a uma temperatura de 1600 °C.
Os resultados demonstraram que o revestimento multicamadas do núcleo esférico de combustível (TRISO) reteve perfeitamente os produtos gasosos gerados, mesmo sob irradiação e temperaturas extremas. Neste ano, a segunda fase do programa de testes será realizada em condições ainda mais difíceis, atingindo temperaturas de até 1.800°C.
Em janeiro, a Corporação Estatal Rosatom concluiu um ciclo de três anos de desenvolvimento e comissionamento de equipamentos para a linha piloto de produção de combustível para o reator resfriado a gás de alta temperatura (HTGR). Os especialistas prepararam os requisitos técnicos para os equipamentos, desenvolveram as bases tecnológicas e estabeleceram os regimes para as principais operações experimentais e industriais.
A instalação piloto consiste em quatro seções tecnológicas equipadas com maquinário exclusivo de fabricação russa. Por exemplo, um tomógrafo de raios X produzido internamente é usado para o monitoramento on-line da distribuição de microelementos de combustível dentro do compacto de combustível.
A capacidade de projeto da linha de combustível é de 250.000 cilindros compactos de combustível por ano. Esta é uma reserva sólida para o fornecimento futuro do reator principal da usina nuclear e tecnológica. Espera-se que a planta consista em um reator HTGR e uma unidade químico-tecnológica para a produção de produtos contendo hidrogênio.
