Топливный дивизион Росатома, ТВЭЛ, в сентябре нынешнего года отмечает свое 25-летие. Росатом – лидер на рынке ядерного топлива в мире. Но разработка, производство и продажи топлива – не единственный бизнес этого дивизиона. Росатома наращивает свое присутствие в сегментах накопителей электроэнергии, новых материалов, сверхпроводников, вывода из эксплуатации и других. Рассказываем, над чем работают предприятия дивизиона.
Топливный дивизион Росатома в мире
75 энергетических реакторов в 15 странах работают на топливе Росатома. Это каждый шестой реактор.17% рынка по фабрикации ядерного топлива;
Более трети рынка по обогащению урана;
40% рынка по производству стабильных изотопов
Производит 107 изотопов 21 химического элемента
47 организаций входят в контуре управления
22 тыс. высококвалифицированных сотрудников
662 млн долларов — прибыль компании за 2020 год
15,7 млрд долларов — портфель зарубежных заказов по продукции и услугам начальной стадии ЯТЦ на 10 лет
30 млн долларов — ежегодные затраты на охрану окружающей среды
Кстати
Одна таблетка урана по выработке энергии равна одной тонне нефти
ОАО «ТВЭЛ» было создано 12 сентября 1996 года – с этого момента компания и отсчитывает свою историю. Однако обогащение урана и производство топлива началось, конечно, гораздо раньше, еще в первые годы становления атомной отрасли в СССР. Первая центрифуга заработала в 1953 году, в 1957 году на Уральском электрохимическом комбинате была введена первая очередь разделительного производства по центрифужной технологии.
Топливо
Обогащение урана – основа бизнеса топливного дивизиона. В его структуре работают четыре обогатительных предприятия – это около 40% мировых мощностей. Дивизион непрерывно совершенствует центрифуги.
Из обогащенного гексафторида урана производят топливные таблетки, затем их помещают в оболочки, которые объединяют в топливные сборки. ТВЭЛ обеспечивает топливом все российские АЭС, энергетические реакторы в 15 странах, исследовательские реакторы – в девяти странах.
Дивизион разрабатывает новые виды ядерного топлива. Например, толерантное топливо, более устойчивое к авариям с потерей теплоносителя. А в оксидном МОКС-топливе для натриевых реакторов планируют использовать плутоний из ОЯТ – это очередной шаг к замыканию ядерного топливного цикла, радикальному увеличению использования добытого урана и сокращению объема отходов. РЕМИКС-топливо тоже состоит из смеси регенерированного урана и плутония, но сфера его применения – реакторы ВВЭР. А нитридное СНУП-топливо будут использовать в реакторе четвертого поколения БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем.
Сверхпроводники
Технические сверхпроводники – это многожильные композиты диаметром от 0,1 до 6 мм и длиной от сотен метров до нескольких десятков километров, содержащие строго определенную долю сверхпроводящего материала.
Первые сверхпроводники на основе сплава ниобий-олово ТВЭЛ выпустил в 2009 году. Для международного проекта ИТЭР по созданию крупнейшей в мире установки термоядерного синтеза Росатом поставил уже более 220 тонн таких сверхпроводников.
Кроме того, Росатом изготовил сверхпроводящий ниобий-титановый стренд длиной более 5 км для магнита-детектора Сompressed Baryonic Matter (CBM). Он нужен для экспериментов по сжатию барионной материи в Европейском исследовательском центре ионов и антипротонов (FAIR). Для CERN дивизион произвел квалификационную партию сверхпроводящих ниобий-оловянных стрендов общей длиной 50 км. Они уже успешно прошли испытания. Кроме того, провода прямоугольного типа с изоляцией готовятся к квалификации у зарубежного производителя томографов.
Вывод из эксплуатации
ТВЭЛ занимается выводом из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов (ВЭ ЯРОО) с 2008 года. С тех пор он накопил большой организационный и технологический опыт в этом сегменте. В 2019 году он стал интегратором этого направления в Росатоме и теперь аккумулирует все ключевые аспекты этой деятельности. В июле нынешнего года дивизион утвердил программу по ВЭ ЯРОО до 2041 года. Инвестиции, 15 млрд руб. (около 202,7 млрд долларов), будут направлены на создание роботов для автоматизации работ с опасными объектами и цифровые технологии для предпроектных работ, проектирования и хранения информации.
Рынок вывода из эксплуатации растет. В Росатоме рассчитывают, что до 2050 года ВЭ ЯРОО понадобится 1,2 тыс. объектов по всему миру. На зарубежных рынках услуги ТВЭЛ в этом сегменте будет продвигать Nukem Technologies. Это немецкая инжиниринговая компания, обладающая широкими компетенциями в области вывода из эксплуатации, также входит в ТВЭЛ.
Накопители
Это один из важнейших новых бизнесов в структуре дивизиона. Предприятия компании уже имеют опыт создания накопителей для транспорта и электроэнергетики – они переоснащают заводскую логистическую технику для внутриотраслевых предприятий и клиентов за пределами атомной отрасли. Кроме того, в начале этого года РЭНЕРА, «дочка» ТВЭЛ, которая развивает направление накопителей, приобрела 49% Enertech International — южнокорейского производителя электродов, литий-ионных аккумуляторных ячеек и систем накопления энергии. Цель сделки – обеспечить присутствие на международном рынке, безопасные поставки комплектующих для создания аккумуляторов и наработку компетенций. В 2024 году дивизион планирует запустить в России завод по производству накопителей, отвечающих мировым требованиям, и выйти с ними на зарубежные рынки.
В новой продуктовой линейке Росатома – тяговые батареи для тяжелых грузовиков с возможностью сверхбыстрой зарядки, а также накопитель для платформы легкового электромобиля.
Изотопы
На предприятиях топливного дивизиона производят изотопы для науки, промышленности и медицины. Так, для экспериментов по изучению свойств нейтрино GERDA (GERmanium Detector Array, занимается поиском двойного безнейтринного бета-распада изотопа Ge-76) и AMoRE (аналогичный международный проект, изотоп — Мо-100) ТВЭЛ поставил германий-76 и молибден-100. Для проекта «Килограмм-3» по созданию нового эталона массы – кремний-28. В 2018 году для Института ядерных исследований РАН, координирующего проект BEST по поиску стерильных нейтрино, ТВЭЛ наработал хром-50 в виде хромового ангидрида. Еще один проект – создание производства циркония-96. Его используют для изучения свойств двойного безнейтринного бета-распада. На базе никеля-63 ТВЭЛ планирует изготавливать ядерную батарейку. Для медицинских нужд создается участок синтеза мочевины, меченной углеродом-13. Ее используют в дыхательных тестах на наличие бактерии Helicobacter pylori – возбудителя гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки.
3D-принтеры и опытные образцы лазеров
ТВЭЛ давно производит порошки для 3D-печати. Самые востребованные — из нержавеющих сталей и титана. Технологию газового распыления уже осваивают, плазменного распыления – готовятся осваивать.
Также дивизион занимается производством 3D-принтеров. На них изготавливают изделия сложной формы, причем быстрее и с меньшими потерями материала, чем при токарной обработке. Росатом разработал и создал две модели принтеров, работающих по технологии селективного лазерного плавления – RusMelt 300M и RusMelt 600M. Следующий шаг – создание принтера прямого лазерного выращивания из мелкодисперсных порошков (DMD).
Кроме того, в ТВЭЛ разработали и изготовили опытные образцы лазеров для 3D-принтеров, работающих по технологии селективного лазерного плавления. Для них же разработан предсерийный образец селективного лазерного плавления. В дивизионе планируют, что эти разработки позволят конкурировать на аддитивном рынке не только в России, но и на рынках других стран.
Все эти бизнесы делают Росатом незаменимым участником ядерного топливного цикла и изотопного бизнеса и перспективным участником новых сегментов в энергетике и материаловедении в мире.
