Двухкомпонентная атомная энергетика воплощается в реальность

Уже сегодня корпорация "Росатом" обладает технологическими решениями, которые позволяют повторно использовать продукты переработки ядерных материалов в топливным цикле. Такие технологии нашли и находят все более широкое применение.

Оксиды обедненного урана (важен уровень обогащения ниже природного) используются для производства уран-плутониевого МОКС-топлива, необходимого для нового поколения реакторов на быстрых нейтронах. Именно "быстрые" реакторные установки являются необходимым элементом для создания двухкомпонентной атомной энергетики (с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах) с замкнутым топливным циклом. Помимо обедненного урана, в топливных МОКС-таблетках также используется плутоний, наработанный в активной зоне реактора, и, таким образом, они полностью состоят из вторичных продуктов ядерного топливного цикла.

В 2019 году Топливная компания ТВЭЛ поставила первую серийную партию МОКС-топлива для "быстрого" реактора БН-800 на Белоярскую АЭС в Свердловской области. А в январе 2020-го, после перегрузки топлива, этот энергоблок начал выдавать электроэнергию в сеть, используя в том числе инновационные МОКС-ТВС. С этого года на станции начинается постепенный переход на полную загрузку активной зоны БН-800 МОКС-топливом.

Между тем уран-плутониевое топливо из вторичных продуктов может использоваться не только в "быстрых" реакторах, но и в классических водо-водяных реакторных установках на тепловых нейтронах. Таким решением для российских реакторов ВВЭР является РЕМИКС-топливо, которое получают из неразделенной смеси регенерированного урана и плутония, выделяемых при переработке облученного ядерного топлива, с добавкой небольшого количества обогащенного урана (REMIX - сокращение от regenerated mixture). Таким образом технология подразумевает повторное использование не только плутония, который содержится в ОЯТ, но остаточное (не "выгоревшее") количество урана-235.

В 2019 году поставлена первая серийная партия МОКС-топлива для реактора БН-800 Белоярской АЭС

С 2016 года РЕМИКС-топливо проходит опытно промышленную эксплуатацию в одном из реакторов ВВЭР-1000 на Балаковской АЭС в Саратовской области. Технологически это стандартные тепловыделяющие сборки ВВЭР-1000, которые производит Новосибирский завод химконцентратов (предприятие топливного дивизиона "Росатома"), однако каждая из экспериментальных топливных кассет содержит по несколько опытных твэлов, внутри которых не классический диоксид урана, а таблетки из уран-плутониевой смеси. В этом году на станции начали уже третий цикл облучения РЕМИКС-ТВС.

Как и в случае с МОКС-топливом, эта технология призвана повысить эффективность использования и сократить потребление природного урана. После выгрузки из реактора тепловыделяющие сборки с инновационным топливом доставят в НИИ атомных реакторов (Димитровград, Ульяновская область) для дальнейшего исследования.

Стратегическая задача использования РЕМИКС- и МОКС-топлива - замыкание ядерного топливного цикла в рамках так называемой двухкомпонентной атомной энергетики, когда блоки с легководными реакторами на тепловых нейтронах, составляющие основу мировой атомной энергетики, будут эксплуатироваться совместно с энергоблоками на быстрых нейтронах.

При такой двухкомпонентной энергосистеме плутоний, извлеченный из отработавшего топлива, вновь вовлекается в ядерный топливный цикл, становясь топливом для быстрых реакторов. Количество таких повторов в двухкомпонентной системе не ограничено.

Более подробно о переходе энергоблока БН-800 Белоярской АЭС на МОКС-топливо, эксперименте с REMIX-топливом на водо-водяном реакторе ВВЭР-1000 в Балаково, Опытно-демонстрационном центре по производству таких видов ядерного топлива на Горно-химическом комбинате в Железногорске, других адресах и событиях в проекте "Прорыв" читайте в ближайших выпусках "Российской газеты".

"Росатом" имеет зарубежные активы с низкой себестоимостью добычи, но такая работа за рубежом подвержена политическим рискам. Инфографика "РГ" / Антон Переплетчиков / Александр Емельяненков