Наталья Никипелова, президент АО "ТВЭЛ": "Через 10–20 лет на рынке топлива для АЭС будет доминировать толерантное ядерное топливо"

World-nuclear-news.org

Международное издание World Nuclear News опубликовало авторскую колонку президента Топливной компании Росатома "ТВЭЛ" Натальи Никипеловой о перспективах развития и применения толерантного ядерного топлива в атомной энергетике. Приводим полный текст комментария на русском языке:

По прогнозам экспертов ОЭСР уже через 10–20 лет на рынке топлива для АЭС будет доминировать толерантное ядерное топливо - ATF. Это очень короткий срок по меркам нашей отрасли, где только на реакторные исследования и подготовку к ним может уйти десятилетие. Столь оптимистичные прогнозы означают, что ATF - продукт, который очень нужен рынку. Гарантия недопущения тяжелых последствий для энергоблока даже в случае серьезных инцидентов станет большим достижением для повышения общественной приемлемости атомной энергетики. 

Каким будет ядерное топливо нового поколения безопасности? Ответ на этот вопрос зависит не только от технических свойств разработки, но и от экономического эффекта для АЭС от внедрения нового топлива. Существуют варианты, при которых ATF может быть шансом улучшить как безопасность, так и экономику реактора.

Топливная компания ТВЭЛ ведет исследования сразу по нескольким направлениям. Это нанесение хромового покрытия на  оболочки твэлов из традиционного циркониевого сплава, замена материала оболочки на хром-никелевый сплав, а также пересмотр самой топливной композиции, которая всегда использовалась в энергетических реакторах, - замена диоксида урана на металлическое уран-молибденовое топливо. Экспериментальные твэлы для ВВЭР и PWR, которые прошли уже два цикла реакторных испытаний, содержат четыре различных варианта сочетаний материалов оболочки и топливной композиции. Послереакторные исследования показывают хорошее состояние облученных твэлов по каждому сочетанию, то есть все выбранные инженерные решения оказались эффективными. 

Но какие новые возможности могут получить атомные станции при выборе того или иного варианта? Есть два основных пути улучшить экономику реактора без повышения обогащения урана выше 5%: удлинение топливных циклов и снижение себестоимости топлива. Использование более плотного топлива для ATF сделает возможным оба варианта. Это и уран-молибденовое топливо, которое мы уже испытываем в реакторе, и дисилицид урана, который мы также считаем перспективным материалом и планируем приступить к облучению в реакторе. Эти композиции обладают не только высокой теплопроводностью, но и плотностью, а значит, могут содержать больше урана. Это позволит либо снизить обогащение урана, то есть, сэкономить на стадии обогащения и купить топливо дешевле, либо продлить топливный цикл с 18 до 24 месяцев, то есть АЭС сможет выработать и продать больше электроэнергии. 

Однако какая бы технология ни оказалась самой оптимальной, сегодняшние темпы развития исследований и разработок не оставляют сомнений, что благодаря новому ядерному топливу атомные станции станут и более безопасными, и более экономически эффективными.