Atomic-Energy.ru

В США будет построен реактор с шаровыми твэлами

3 декабря 2018
Национальная лаборатория Айдахо Шаровые твэлы TRISO в увеличенном виде Национальная лаборатория Айдахо

Американские компании Centrus Energy Corp и X-energy объявили о начале работ по строительству завода по производству шаровых топливных элементов (TRISO) для высокотемпературного модульного реактора  Xe-100.

Напомним, идея об использовании в качестве ядерного топлива шаровых твэлов (с сердцевиной из делящегося материала и с оболочной из графита, выступающего в качестве замедлителя нейтронов) обсуждается в мире достаточно давно. В числе преимуществ такой технологии – возможность использования в качестве топлива урана низкого обогащения; возможность варьирования мощности реактора, в т.ч. создание реактора очень малой мощности, повышенный уровень безопасности и др.

Однако до сих пор реакторы такого типа не вышли из стадии НИОКР. Одной из проблем является то, что отработанные твэлы таких реакторов будут очень сложны для переработки, т.к. облученный графит из оболочки этих твэлов будет являться источником очень сильного излучения. Для обращения с графитом иных видов уран-графитовых реакторов допускается либо вариант «отложенного решения» (как для уран-графитовых реакторов первого поколения или реакторов типа РБМК), либо консервация (как в случае с выводимыми промышленными уран-графитовыми реакторами на ГХК и СХК в России и с аналогичными реакторами в других странах). Но для реакторов с шаровыми твэлами такие варианты не подойдут, т.к. в любом случае необходимо проводить какие-либо действия с только что использованными твэлами, что, при соблюдении всех необходимых норм безопасности, делает такие реакторы экономически малоэффективными.

Тем не менее, учитывая упомянутые плюсы технологии TRISO, в мире проводятся исследования по разработке реакторов такого типа. Так, например, в Китае в настоящее время строится промышленная АЭС «Шидаовань», которая будет использовать шаровые твэлы в качестке топлива. Теперь об аналогичных планах объявлено и в США. Соответствующие предварительные контракты между Centrus и X-energy о работах в этом направлении были заключены в 2017 году и в марте 2018 года; нынешнее новое соглашение создаёт основу для практических действий.

В соответствии с контрактом, Centrus предоставит X-energy свою материальную базу и экспертные услуги, в т.ч. свою производственную площадку на территории Окриджской национальной лаборатории

Реактор Xe-100 будет иметь мощность 200 МВт (тепловых) и 75 МВт (электрических). Планируется строительство атомной станции из четырёх реакторов суммарной мощностью 300 МВт. Шаровые твэлы радиусом по 0,85 мм будут состоять из урановой сердцевины, слоя графита как замедлителя и защитной внешней керамической оболочки, которая не допустит расплавления топлива в случае возникновения аварийной ситуации. Ранее X-energy получила гранты от Минэнерго США на общую сумму 9,9 млн долларов на строительства коммерческого завода по производству топлива. В случае успешного прохождения лицензионных процедур планируется запуск топливного завода к 2025 году, а строительство реактора – во второй половине 2020-х годов.