«Фукусимы» в России не будет. Росатом начал применять толерантное ядерное топливо

К самым надёжным в мире атомным реакторам теперь добавилось и самое безопасное топливо.

В реактор первого энергоблока Балаковской АЭС загрузили три инновационные топливные кассеты, сделанные из отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Каждая содержит 312 тепловыделяющих элементов (твэлов) с хромовым покрытием поверх циркониевого сплава.

У новых топливных кассет две особенности.

Во-первых, они сделаны из материалов, которые уже отслужили в реакторах АЭС, то есть это — продукт современной вторичной переработки, которая пришла на смену утилизации ОЯТ. Это экономически выгодно.

Вторая особенность — они являются безопасными даже в случае аварии на реакторе, поэтому называются толерантными.

Об особенностях нового топлива «Свободной Прессе» рассказал главный редактор портала по атомной энергетике AtomInfo.ru Александр Уваров:

— Россия занимается замыканием топливного цикла в ядерной энергетике, то есть идёт работа над тем, чтобы возвращать обратно в реактор то полезное, что осталось от ОЯТ. Плутоний будет возвращаться в быстрый реактор БН-800 (ядерный энергетический реактор с натриевым теплоносителем, относящийся к категории реакторов на быстрых нейтронах с использованием оксидного уран-плутониевого МОКС-топлива. МОКС-топливо — ядерное топливо, содержащее несколько видов оксидов делящихся материалов — «СП»). А в реактор ВВЭР, как на Балаковской АЭС, до сих пор шло только свежее топливо, то есть каждый раз нужно было добывать уран и обогащать его.

Чтобы полноценно замкнуть топливный цикл — нужно использовать топливо повторно не только в быстрых реакторах, но и в тепловых (ВВЭР). Вот это сейчас и сделано на Балаковской АЭС.

Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» пробует разные варианты замкнутого топливного цикла в поисках оптимального с точки зрения экономики варианта. На реакторе Балаковской АЭС применён один из вариантов. Он может оказаться наиболее оптимальным. В топливных сборках, которые там применены используется как отработанное топливо, так и вновь добытый обогащённый уран.

«СП»: Топливо, изготовленное из уже отработанного, действительно является безопасным (толерантным)?

— После аварии на АЭС в Фукусиме в 2011 году был поставлен вопрос о модификации ядерного топлива, чтобы оно стало более устойчивым к аварии.

У нас это топливо стали называть толерантным, хотя лично мне название не нравится, это слово ассоциируется с чем-то общественно-политическим. Но эта формулировка уже прижилась в отраслевом жаргоне. Более точные определения: устойчивое к аварии, и так далее — не прижились.

Есть разные технологии, как это топливо сделать более устойчивым. Вариант, которой проверяется на Балаковской АЭС — это покрыть топливные стержни (тепловыделяющие элементы) хромом. Такая оболочка жадно поглощает нейтроны. Если происходит авария и начинает резко повышаться температура, то хромовая оболочка предотвращает старт паро-циркониевой реакции с выделением водорода. А водород взрывоопасен при определённых концентрациях, что мы и имели на Фукусиме.

Эта оболочка не позволяет контактировать пару с цирконием напрямую. Поэтому опасная реакция далеко сдвигается по времени, и даёт операторам реактора возможность стабилизировать ситуацию.

«СП»: Отработанное топливо перерабатывать в полезное мы научились. А умеем ли выгодно утилизировать атомные бомбы?

— После демонтажа ядерных зарядов в период разоружения образовались запасы очень качественного обогащенного урана.

В феврале 1993 года было подписано межправительственное соглашение ВОУ-НОУ (высокообогащённый уран — низкообогащённый уран), согласно которому Россия за копейки продала в США около 500 тонн оружейного урана в США для переработки в ядерное топливо. Нужна была валюта, поэтому мы его продали.

Был ещё договор по плутонию, но американцам не понравилась цена, которую мы за него запросили. Поэтому плутоний, который получается в результате демонтажа бомб, находится у нас на ответственном хранении. Это очень ценный материал. Если космонавты всерьёз возьмутся за Луну или Марс — он может очень неплохо подойти для межпланетных станций.

А оружейный уран мы перерабатываем в топливо, только теперь уже сами. Или тоже храним для будущих поколений.