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.
