Még biztonságosabb üzemanyag technológiát fejlesztettek ki
A Roszatom nukleáris üzemanyaggyártó vállalatához, a TVEL Rt-hez tartozó Bocsvar-intézet, azaz a VNIIM Rt. a toleráns (balesetálló) atomerőművi üzemanyag új generációját fejlesztette ki. Ennek részeként új technológiát hoztak létre, és elkészültek az első urán-diszilicid kísérleti üzemanyag-tabletták a könnyűvizes orosz (VVER) és a nyugati (PWR) típusú nyomott vizes reaktorok számára, írják a Roszatom közleményében.
Az urán-diszilicidet (USi2) tartalmazó üzemanyag számos előnyös tulajdonsággal rendelkezik. Ezek a nagy sűrűség és az uránkapacitás, ami a hosszabb üzemanyagciklusra való átállást teszi lehetővé anélkül, hogy növelni kellene az Urán-235 koncentrációját. A magas hővezető képesség és az alacsony hőtároló kapacitás együttesének köszönhetően csökken a maradványhő a reaktor aktív zónájában, és a fűtőelemek burkolatának hőmérséklete is jóval alacsonyabb marad egy esetleges üzemzavar során. További előny az urán-dioxiddal szemben az, hogy az urán-diszilicid üzemanyagnak alacsonyabb az üzemi hőmérséklete, aminek köszönhetően javulnak az üzemanyag üzemeltetési mutatói.
A Bocsvar-intézetben bemutatták a TVEL Rt. elnökének az üzemanyag-tabletták gyártási technológiájának egyes szakaszait, az urán-diszilicid olvasztásának és kiöntésének a folyamatát. A Bocsvar-intézet által kifejlesztett technológiát a Moszkva közelében lévő Elektrosztal városában üzemelő MSZZ Rt. (Elemas) nukleáris üzemanyaggyártó vállalat vezette be. Az urán-diszilicidből készült üzemanyagtablettákból kísérleti fűtőelemeket gyártanak, amelyeket kutatóreaktorban tesztelnek majd.
Háttér:
Az újgenerációs toleráns üzemanyag (ATF – Advanced Technology Fuel vagy másként Accident Tolerant Fuel) gyártása globális trend a világ atomiparában. Az üzemanyag-tablettákban vagy a fűtőelem burkolatában olyan új anyagok felhasználásán alapuló nukleáris üzemanyag kifejlesztését és bevezetését teszi lehetővé, amelynek köszönhetően javul az üzemanyag hővezető, illetve a fűtőelemek és kazetták hőtűrő képessége, amely végső soron a reaktor üzemeltetésének további biztonságnövelését teszi lehetővé.
A toleráns üzemanyagnak a reaktor aktív zónájában a hűtés megszűnésével járó súlyos baleset esetén is kellően hosszú ideig sértetlennek kell maradnia, hogy ne következhessen be a robbanásveszélyes hidrogén felszabadulásával járó cirkónium-vízgőz reakció.
A balesetálló üzemanyag kulcsszerepet játszik abban, hogy az atomipar rendszerbiztonsági és megbízhatósági szempontból is minőségileg új szintre lépjen.
A Roszatom 2019 eleje óta végez teszteket a könnyűvizes reaktorok számára készülő orosz tervezésű balesetálló üzemanyaggal. Az atomreaktorok tudományos kutatóintézete, a NIIAR dimitrovgrádi, (Uljanovszk megye) MIR-kutatóreaktorában olyan kísérleti üzemanyag-kazettákat teszteltek három teljes kísérleti szakaszban, amelyek négyféle burkolat és üzemanyag-tabletta kombinációjával készültek.
2021 szeptemberében a Rosztovi Atomerőmű 2. számú blokkján a VVER-1000 típusú reaktorban megkezdődött a kombinált TVSZ-2M kazetták használata, ezek mindegyike 12 balesetálló (ATF) fűtőelemet tartalmaz.