Электронное издание AtomInfo.Ru публикует в порядке продолжения дискуссии статью, посвящённую вопросам выбора топлива для быстрых реакторов. Статья отражает личную точку зрения автора и по его просьбе выходит под псевдонимом.
О выборе топлива для реактора БН-800 на страницах AtomInfo.Ru писали не один раз. В целом соглашаясь с коллегами, я хотел бы вставить свои две копейки в плодотворную дискуссию.
MOX-топливо для реакторов на быстрых нейтронах в нашей стране может производиться двумя различными технологиями:
Таблетки
Таблеточными технологиями в Российской Федерации по традиции занимается ВНИИНМ имени академика Бочвара. Вибротехнологии относятся к вотчине димитровградского НИИАР, где их развивают со времён установки "Орёл".
О преимуществах вибротоплива было сказано немало [1], [2]. Это направление на слуху после известного решения "Росатома" о выборе вибротоплива в качестве основной технологии для БН-800. В декабре в Екатеринбурге прошло расширенное совещание участников проекта по созданию промышленного производства вибротоплива. Были рассмотрены предложения и поставлены задачи перед исполнителями.
Хотелось бы, чтобы за новыми и перспективными разработками не терялись проверенные временем достижения. И в нашей стране, и в мире сделано немало для производства топлива таблеточным методом. Можно говорить, что эта технология полностью готова к тому, чтобы стать промышленной.
Этап демонстрации и испытаний для таблеточного MOX-топлива в России закончился с большим успехом. В двух реакторах БН было облучено свыше полусотни экспериментальных ТВС. Все они, за единственным исключением, после выгрузки из активной зоны сохранили герметичность. Дефект оболочек был отмечен только в одном случае и был связан с отклонениями от технологического процесса при изготовлении.
Таблеточная технология не имеет ярко выраженной привязки к спектральному типу реакторных установок. Её можно использовать при изготовлении топлива для БН-800, будущих быстрых реакторов, а также для создания MOX-топлива для реакторов ВВЭР. Актуальность последней задачи не снижается, так как в мире имеются заказчики на подобные услуги [3]. Загрузка MOX-топлива в отечественные ВВЭР также может осуществляться для снижения общих потребностей отрасли в природном уране.
"Таблетка" также не чувствительна к типу топлива. Она применима для традиционного оксидного топлива, она же может быть использована при создании нитридного топлива. Нитридные урановые таблетки испытывались на российском реакторе БР-5, а смешанные нитридные таблетки в данный момент проходят проверку на реакторе БОР-60 [4].
Будучи сухой по своей натуре, таблеточная технология позволяет обходиться малыми объёмами РАО в процессе изготовления твэлов. Технология совместима с номенклатурой выпускаемых урановых порошков и с доступным оборудованием (полная автоматизация процесса изготовления). Стоимость внедрения таблеточной технологии и доведения её до промышленного уровня составляет в ценах 2007 года менее 8 млрд рублей.
Вибротопливо
Технология виброуплотнённого MOX-топлива имеет хорошие перспективы, но для окончательного его освоения нужно выполнить ряд работ.
Необходимо увеличить автоматизацию производства гранулята. Имеющиеся линии обслуживают выпуск гранулята для нужд БОР-60, и их производительности может быть недостаточно для БН-800. Сюда же относится вопрос о ресурсе электролизера.
Для БН-600 в рамках многосторонней кооперации была изготовлена, а затем облучена 21 сборка с MOX-вибротопливом. Результаты испытаний известны, хотя и не докладывались в открытой печати. В [2] испытания признают удовлетворительными, но имеются и мнения о необходимости их продолжения. При любом раскладе обнаруженные дефекты должны быть учтены разработчиками технологии.
Не вызывает споров, что практический опыт производства гранулята из ОЯТ недостаточен, и для него потребуется проведение дополнительных НИР-НИОКР. Сохраняются разногласия при выборе типа пироэлектрохимической технологии - осаждение или соосаждение. Нужно показать экономическую эффективность метода для промышленного применения и пересмотреть принятые в БН-800 подходы для проектирования транспортного тракта.
Выводы
Строительство БН-800 на Белоярской АЭС кладёт начало переходу к серийному вводу быстрых реакторов. За белоярским блоком последуют один или два китайских реактора с натриевым теплоносителем. Не так много времени остаётся и до следующего за БН-800 российского быстрого бридера.
Как представляется, нельзя выдержать заданные высокие темпы развития, опираясь только на одну топливную технологию. Я не призываю делать выводы и отдавать предпочтение таблетке или вибротопливу. Вместо этого, предлагается сохранить и поддержать обе технологии с прицелом на полномасштабную ядерную энергетику будущего, которая без сомнения будет представлять собой замкнутый топливный цикл с быстрыми реакторами.
Ссылки на использованные источники
[1] - http://atominfo.ru/news/air4165.htm
[2] - http://atominfo.ru/news/air3785.htm
[3] - http://atominfo.ru/news/air5266.htm
[4] - http://atominfo.ru/news/air4145.htm
ИСТОЧНИК: Автор, для AtomInfo.Ru
ДАТА: 17.01.2009
Темы: ЯТЦ, Быстрые натриевые реакторы, БН-800, Вибротопливо