Folytatódik a Roszatom balesetálló üzemanyag-fejlesztési programja
A Roszatom nukleáris üzemanyaggyártó vállalata, a TVEL Rt. szakemberei a nukleáris üzemanyagok új nemzedékét képviselő, balesetálló üzemanyag fejlesztésének részeként kutatóreaktorban vizsgálták a balesetálló üzemanyagpálcákból összeállított kazettát.
A kép illusztráció! - Forrás: Reddit
Az Uljanovszk megyei Dimitrovgrádban működő Atomreaktorok Tudományos Kutatóintézete (NIIAR) MIR kutatóreaktorában befejeződött az orosz nyomottvizes VVER, illetve a hasonló elven működő nyugati PWR reaktorok számára fejlesztett balesetálló üzemanyagpálcákat tartalmazó két kísérleti üzemanyag-kazetta besugárzásának második turnusa. Az üzemanyag-kazetták mindegyike 24 fűtőelem pálcát tartalmazott az üzemanyag-tabletták, illetve a burkolatként szolgáló pálcák négy kombinációjában. Az üzemanyag-tablettákat hagyományos urán-dioxidból, illetve megnövelt sűrűségű és hővezető képességű urán-molibdén ötvözetből készítették. Az üzemanyag-tabletták burkolatául szolgáló üzemanyagpálcák krómbevonattal ellátott cirkónium ötvözetből, illetve króm-nikkel ötvözetből készültek. Az első, illetve második körben végzett besugárzás után mindkét üzemanyag-kazettából eltávolítottak néhány fűtőelemet a további, már a reaktoron kívüli anyagtudományi vizsgálatokhoz, és helyettük új mintákat helyeztek be. A MIR kutatóreaktorban történt besugárzás két turnusa után az összes fűtőelem hermetikusan zárt maradt.
A TVEL megrendelésére a Bocsvar Kutatóintézetben megkezdődött az urán-diszilicid (U3Si2) tabletták gyártási technológiájának fejlesztése, amely a balesetálló üzemanyagmátrix fejlesztése során egy további lehetőség. Elkészült a további kísérletekhez egy urán-diszilicid öntvény, amelyet a por és a tabletta előállítására szolgáló technológia későbbi fejlesztése során használnak majd.
„A balesetálló üzemanyag létrehozását célzó kutatások igazolták az urán-diszilicid előnyeit. Mindenekelőtt nagy a sűrűsége és magas az urántartalma, ami hosszabb üzemanyagciklusokat tesz lehetővé anélkül, hogy növelni kellene urán-235 dúsítottságának mértékét. Másrészt a magas hővezető képesség és az alacsony hőkapacitás miatt csökken a reaktor aktív zónájában a tárolt hő, ami miatt alacsonyabb az üzemanyag burkolatának hőmérséklete. Harmadrészt az alacsonyabb hőmérséklet javíthatja az üzemanyag üzemeltetési jellemzőit” – mondta Alekszandr Ugrjumov, a TVEL Rt. kutatás-fejlesztésért és minőségbiztosításért felelős alelnöke.
Mi az, hogy balesetálló üzemanyag?
A balesetálló üzemanyag (angol nevén Accident Tolerant Fuel - ATF) olyan üzemanyag, amely ellenáll egy súlyos, tervezési alapon túli, a hűtőközeg elvesztéséből fakadó hipotetikus atomerőművi baleset során fellépő hatásoknak is. Ez a fajta üzemanyag képes hosszú időn keresztül ellenállni az aktív zóna hűtésének zavarából fakadó extrém hőmérséklet-emelkedésnek és nem következik be hidrogén-felszabadulást okozó cirkónium-vízgőz reakció sem. A toleráns üzemanyag használata rendszerbiztonsági, illetve az atomenergetika általános biztonsága szempontjából egy új minőségi szintet jelent. A TVEL üzemanyaggyártó vállalatnak a toleráns üzemanyaggal kapcsolatos kutatásait, a tervezést és a tesztelést a Bocsvar akadémikus nevét viselő Szervetlen Anyagok Csúcstechnológiás Tudományos Kutatóintézete (VNIINM) szervezi, illetve koordinálja.
A Roszatomhoz tartozó TVEL nukleáris üzemanyaggyártó vállalat az üzemanyagot előállító üzemeken kívül az uránércet feldolgozó üzemekkel, urándúsítókkal, az ezt szolgáló gázcentrifugákat gyártó üzemekkel, továbbá tudományos kutatóintézetekkel, valamint mérnöki tervező intézetekkel rendelkezik. Az összes oroszországi atomerőművet nukleáris üzemanyaggal ellátó TVEL a világ 15 országában található 75 energiatermelő reaktor számára szállít üzemanyagot, illetve 8 ország kutatóreaktorait látja el üzemanyaggal. Emellett az orosz atommeghajtású flotta egységei számára is biztosítja az üzemanyagot. Ma a világon működő energetikai reaktorok közül minden hatodik a TVEL üzemanyagát használja.
Az üzemanyaggyártó vállalat dinamikusan fejleszti a vegyészeti, kohászati eljárásokat, az energiatárolási technológiát, a 3D nyomtatást, a digitális megoldásokat, valamint aktív a nukleáris létesítmények leszerelése terén. A TVEL vállalati struktúrájának ugyancsak részét képezik a Roszatom additív technológiát az és energiatárolást fejlesztő integrált vállalatai is. http://www.tvel.ru
A Bocsvár Intézet (VNIIM Rt., Moszkva) a szervetlen anyagok csúcstechnológiai kutatóintézete –
a nukleáris üzemanyagciklus-technológiák és az anyagtudományi fejlesztéseket végző vezető kutatóintézet, amely a Roszatom állami atomenergetikai konszern TVEL üzemanyaggyártó vállalatához tartozik. A VNIINM Rt. látja el a Roszatom tudományos mérésügyi központjának feladatait is. www.bochvar.ru
