Ученые госкорпорации "Росатом" оценят целесообразность использования в отечественной атомной энергетике в будущем так называемого изотопно-модифицированного нитридного ядерного топлива для атомных энергоблоков, применение которого, как считается, снизит радиационную нагрузку на окружающую среду.
Как следует из материалов на сайте закупок атомной госкорпорации, специалисты АО "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика Бочвара" (ВНИИНМ, Москва, входит в топливную компанию Росатома ТВЭЛ) должны выполнить аванпроект по выбору перспективных методов концентрирования изотопа азот-15 для производства изотопно-модифицированного нитридного ядерного топлива. Аванпроектом называется завершенная научно-исследовательская работа, направленная на обоснование выполнения качественно новой разработки.
В последние годы Росатом начал практическое освоение технологий, необходимых для решения стратегической задачи по созданию в России так называемого замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) и двухкомпонентной атомной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах. В ЗЯТЦ за счет расширенного воспроизводства ядерного "горючего", как считается, существенно расширится топливная база атомной энергетики, а также появится возможность уменьшить объемы радиоактивных отходов благодаря "выжиганию" опасных радионуклидов. Россия, как отмечают эксперты, занимает первое место в мире в технологиях строительства реакторов на быстрых нейтронах.
Для реакторов на быстрых нейтронах в России в рамках стратегического проекта Росатома "Прорыв" разработано и успешно проходит экспериментальную проверку смешанное нитридное уран-плутониевое (СНУП) топливо, на основе нитридов — химических соединений урана и плутония с азотом. СНУП-топливо имеет ряд преимуществ как с точки зрения энергоэффективности, так и с точки зрения безопасности.
Однако при использовании в ядерных реакторах нитридного топлива природного изотопного состава, в котором доля изотопа азот-14 составляет 99,6%, возникают экологические риски, связанные с появлением значительных количеств высокотоксичного радиоизотопа углерод-14, надежных методов "обезвреживания" которого в настоящий момент не существует.
Единственной мерой, гарантированно исключающей возникающие риски, является использование изотопно-модифицированного нитридного топлива, в котором азот природного изотопного состава замещен на изотоп азот-15 (его доля в природном азоте — около 0,4%), отмечается в техническом задании на нынешнюю работу. Для практической возможности реализации технологии создания такого топлива необходима разработка способов получения изотопа азот-15, обеспечивающих наработку требуемого его количества по приемлемой себестоимости.
В соответствии с техническим заданием, специалистам ВНИИНМ предстоит "выполнить укрупненную предварительную оценку экономического эффекта от замены азота природного изотопного состава на обогащенный азот-15 в СНУП-топливе реактора БР-1200 и на основании этой оценки сформировать граничные условия по лимитной цене обогащенного азота-15". Реактор БР-1200 — это ядерный реактор на быстрых нейтронах со свинцовым жидкометаллическим теплоносителем, разработанный в рамках проекта "Прорыв".
Также специалистам ВНИИНМ надо провести сравнительный технико-экономический анализ известных способов получения азота-15, а затем предложить или ряд способов, пригодных для решения задачи производства этого изотопа в требуемом объеме, или направления поиска новых способов, способных дать удовлетворительное решение проблемы.
Работы должны быть выполнены к апрелю нынешнего года. Заказчик работ — компания Росатома АО "Прорыв".