АО "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика Бочвара" (ВНИИНМ, входит в топливную компанию ТВЭЛ госкорпорации "Росатом") заказал оценку эффективности с точки зрения безопасности применения на АЭС с российскими и западными реакторами так называемого толерантного ядерного топлива, которое, как считается, поможет предотвращать аварии, подобные фукусимской.
Работы по созданию устойчивого к авариям толерантного ядерного топлива (accident tolerant fuel, ATF) в настоящее время активно идут в мире, стимулом к этому стала авария на японской АЭС "Фукусима-1" в марте 2011 года. Тогда после цунами, вызванного мощным землетрясением, обесточились энергоблоки станции, прекратилась подача охлаждающей воды в активные зоны их реакторов, произошел перегрев ядерного топлива. В результате повышения температуры циркониевых оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) возникла так называемая пароциркониевая реакция, сопровождавшаяся выделением дополнительного большого количества тепла и водорода, который взорвался.
Практически сразу после этой аварии в странах с развитой атомной энергетикой активизировались разработки по предотвращению возможности возникновения пароциркониевой реакции, в том числе благодаря применению различных комбинаций оболочек твэлов и их начинки — топливных композиций. По мнению экспертов, страна, которая первой решит задачу создания эффективно работающего толерантного ядерного топлива, потеснит конкурентов на мировом рынке производителей топлива для АЭС.
Ранее президент топливной компании Росатома ТВЭЛ Наталья Никипелова рассказала в интервью РИА Новости, что ТВЭЛ активно занимается разработками в этой области. По словам главы ТВЭЛ, компания рассчитывает до конца 2019 представить свое толерантное топливо. Никипелова также отметила, что этой разработкой ТВЭЛ уже интересуются потенциальные потребители в США.
Как следует из материалов на сайте закупок Росатома, сейчас ВНИИНМ заказал оценку эффективности с точки зрения безопасности внедрения различных вариантов толерантного топлива на АЭС нового поколения с российскими реакторами ВВЭР, а также реакторами типа PWR (pressurised water reactor, реакторы с водой под давлением), построенными по зарубежным проектам. Оценка будет связана с возможными изменениями в составе технологических систем и систем безопасности энергоблоков АЭС при использовании толерантного топлива.
Для этого будут рассмотрены сценарии аварий на АЭС с потерей теплоносителя, при которой происходит перегрев ядерного топлива. В качестве сценария тяжелой аварии на АЭС с реакторами типа PWR будет использован сценарий аварии на атомной станции "Три-Майл-Айленд" в США в 1979 году.
В ходе работы предстоит определить оптимальный вариант оболочки тепловыделяющего элемента и топливной композиции, обеспечивающий минимальный выход водорода в авариях.
Также надо будет провести сравнительный анализ водородной взрывобезопасности реакторных установок при использовании традиционного и толерантного ядерного топлива. Кроме того, требуется проанализировать варианты упрощения оборудования систем безопасности атомного энергоблока благодаря применению ATF-топлива.
Наконец, потребуется оценить снижение стоимости оборудования АЭС, необходимого для локализации последствий проектных и тяжелых аварий, благодаря применению заданных вариантов толерантного топлива.