16 декабря 2022
AtomInfo.Ru

Компания "TerraPower" представила информацию по разработке топлива для быстрого натриевого реактора "Natrium"

Компания "TerraPower" на семинаре, организованном комиссией по ядерному регулированию (NRC) США, представила короткий доклад по теме разработки топлива для быстрого натриевого реактора "Natrium".

В проекте "Natrium" используется металлическое топливо - урановое, циркониевая (10%) матрица, 75% от теоретической плотности, с натриевым подслоем.

Докладчик напомнил, что металлическое топливо - традиционный для США выбор топлива для быстрых реакторов. Оно применялось в экспериментальном реакторе EBR-II и исследовательском реакторе FFTF.

На первых этапах в "Natrium" будут применяться тепловыделяющие элементы под названием "Type 1" (Тип 1). Они будут толще, чем твэлы EBR-II и FFTF. Если внешний диаметр твэлов EBR-II равнялся 5,84 мм, а твэлов FFTF - 6,86 мм, то у твэлов "Type 1" внешний диаметр будет более 6,86 мм.

Кроме того, компания "TerraPower" разрабатывает следующий проект твэла для "Natrium", который должен стать коммерческим. Название проекта - "Type 1B" (Тип 1Б).

Два основных отличия "Type 1B" от "Type 1" и твэлов EBR-II и FFTF - центральное отверстие, заполненное гелием, и некий барьер против химического взаимодействия топлива и оболочки (докладчик не стал останавливаться на этом подробнее).

ТВС "Type 1" будет значительно длиннее ТВС EBR-II и FFTF. Если длина ТВС EBR-II составляла 2,33 м, а ТВС FFTF - 3,65 м, то длина ТВС с твэлами "Type 1" составит примерно 5 м.

Следует отметить, что из-за формата семинара доклад получился достаточно упрощённым. Так, в реакторе EBR-II использовались различные типы твэлов с различными материальными композициями.

Докладчик перечислил основные этапы программ квалификации топлива "Type 1" и "Type 1B".

Для квалификации топлива "Type 1" предусмотрены следующие основные этапы:

  • квалификация имеющихся данных по топливу EBR-II;
  • послереакторные исследования облучённых твэлов FFTF;
  • облучательные эксперименты для сравнения данных по старым (историческим) твэлам (имеются в виду твэлы FFTF) и новым твэлам с натриевым подслоем;
  • испытания с переходными процессами облучённых твэлов FFTF.

Для квалификации топлива "Type 1B" предусмотрены следующие основные этапы:

  • облучательные эксперименты в исследовательском реакторе ATR;
  • испытания с переходными процессами свежих и облучённых твэлов "Type 1B";
  • загрузка опытной партии ТВС "Type 1B" в реактор "Natrium".

Докладчик кратко остановился на перспективах быстрых натриевых реакторов "Natrium". Компания "TerraPower" рассчитывает пустить первый блок с "Natrium" в 2028 году.

Далее в 30-ые годы компания намеревается построить серию блоков с "Natrium", название серии - "Commercial Series I". Характерная особенность этого этапа - трёхлетний срок строительства блоков.

В 40-ые годы должна появиться серия "Commercial Series II". В ней будут использоваться реакторы гигаваттной мощности (исходный "Natrium" имеет мощность 345 МВт(э), за счёт наличия системы накопления энергии в пиковые периоды блок может выдавать до 500 МВт).

Во второй серии блоков с "Natrium" компания "TerraPower" рассчитывает перейти на работу с плутонием в различных режимах.

Кроме того, докладчик продемонстрировал слайд, посвящённый планам "TerraPower" по жидкосолевым реакторам - см. ниже.