Компания Urenco завершила первую опытную кампанию по производству топлива LEU+ на своем предприятии в Капенхерсте (Великобритания) и планирует сделать его коммерчески доступным «в ближайшем будущем».
LEU+ (Low-Enriched Uranium plus) — это уран, обогащенный до содержания урана-235 от 5% до 10%. Опытная кампания, продолжавшаяся пять дней до 1 мая, была проведена с разрешения Управления по ядерному регулированию; были получены образцы с обогащением 7%.
«Urenco стремится обогащать уран для реакторов сегодняшнего и завтрашнего дня, — заявил Магнус Мори, руководитель отдела коммерциализации перспективных видов топлива Urenco. — Эта опытная кампания по производству LEU+ в Капенхерсте успешно завершена и демонстрирует нашу приверженность развитию ядерной отрасли в Великобритании и мире. В качестве следующего шага мы продолжаем фокусироваться на реализации других операционных мер для LEU+, включая транспортные решения».
Ядерный топливный цикл
Необогащенный, или природный, уран содержит около 0,7% делящегося изотопа урана-235 (U-235). («Делящийся» означает способность к процессу деления, посредством которого производится энергия в ядерном реакторе). Остальное приходится на неделящийся изотоп уран-238. Большинству ядерных реакторов требуется топливо с содержанием U-235 от 3,5% до 5%. Это также известно как низкообогащенный уран, или НОУ. Разрабатываемые в настоящее время перспективные конструкции реакторов и многие малые модульные реакторы потребуют еще более высокого обогащения. Этот материал, содержащий от 5% до 10% U-235, известен как LEU+, а материал с содержанием U-235 от 10% до 20% известен как высокопробный низкообогащенный уран, или HALEU.
Обогащение повышает концентрацию делящегося изотопа путем пропускания газообразного UF6 (гексафторида урана) через газовые центрифуги, в которых быстро вращающийся ротор внутри вакуумного корпуса использует очень незначительную разницу в массе между делящимся и неделящимся изотопами для их разделения. По мере вращения ротора концентрация молекул, содержащих более тяжелые, неделящиеся изотопы, у внешней стенки цилиндра увеличивается, с соответствующим увеличением концентрации молекул, содержащих более легкий изотоп U-235, ближе к центру.
Обогащенный уран затем переконвертируется из фторида в оксид — порошок — для изготовления тепловыделяющих сборок.
Потребность в LEU+
Использование топлива LEU+ может обеспечить более длительные топливные кампании для существующих легководных реакторов, а также способствовать внедрению новых конструкций толерантного к авариям топлива.
В Urenco заявляют, что LEU+ также может использоваться в перспективных конструкциях реакторов, требующих HALEU, поскольку они смогут «использовать LEU+ на начальном этапе для ускорения сроков развертывания». В компании добавляют, что LEU+ также может служить исходным материалом для производства HALEU, увеличивая потенциальный выход будущих обогатительных предприятий для HALEU.
Следующие шаги
Американское подразделение Urenco произвело свое первое топливо LEU+ в декабре. В Urenco заявляют, что планируют сделать LEU+ коммерчески доступным из Великобритании «в ближайшем будущем», что поддержит существующие американские мощности. По словам компании, LEU+ может транспортироваться на заводы по изготовлению топлива с начала 2027 года для завершения следующего этапа топливного цикла.
Британский проект получил поддержку от Фонда ядерного топлива Департамента энергетической безопасности и достижения нулевого уровня выбросов (Department for Energy Security and Net Zero’s Nuclear Fuel Fund).
