Vývoj ruského tolerantního paliva

Ruská korporace pro atomovou energii Rosatom dokončila druhou etapu vývoje ruského tolerantního paliva, díky kterému jaderné elektrárny dosáhnou nové úrovně bezpečnosti. Tolerantní palivo má vyšší odolnost vůči haváriím a delší dobu vydrží v bezpečném stavu i při výpadku chlazení. (O americkém palivu tolerantním k haváriím jsme již psali zde)

Ve výzkumném reaktoru MIR, který provozuje výzkumný ústav NIIAR (součást Rosatomu), byl dokončen druhý ozařovací cyklus palivových kazet s experimentálními tolerantními proutky pro reaktory VVER a západní typy tlakovodních reaktorů. Každá ze dvou kazet obsahuje 24 proutků se čtyřmi kombinacemi konstrukčních materiálů. Palivové tabletky byly vyrobeny z tradičního oxidu uraničitého a z uran-molybdenové slitiny s vyšší hustotou a tepelnou vodivostí. Pokrytí proutků tvoří zirkoniová slitina s chromovým povlakem, nebo slitina chromu a niklu. 

Po prvním a druhém ozařovacím cyklu bylo z každé kazety vyjmuto několik proutků, které procházejí laboratorní analýzou. V kazetách byly nahrazeny novými dosud neozářenými vzorky. Výsledek: po dvou cyklech v reaktoru MIR si všechny proutky uchovaly hermetičnost. 

Intermetalická sloučenina uranu a křemíku 

Dodatečně na objednávku Palivové společnosti Rosatomu TVEL začal v ústavu VNIINM (součást Rosatomu) výzkum a vývoj technologie výroby palivových tabletek ze sloučeniny uranu a křemíku U₃Si₂. Z této sloučeniny byl vyroben experimentální prut, který poslouží k odladění výroby prášku a tabletek. 

„Nový vývoj v oblasti tolerantního paliva byl otevřen díky tomu, že sloučenina křemíku a uranu má řadu výhod. Za prvé má velkou hustotu a obsahuje velké množství uranu, které umožní přejít k delším palivovým cyklům, aniž by muselo být zvýšeno obohacení uranu o ²³⁵U. Za druhé má vysokou tepelnou vodivost a nízkou tepelnou kapacitu, takže je v aktivní zóně reaktoru naakumulováno menší množství tepla a palivové pokrytí má menší teplotu. A za třetí má nižší pracovní teplotu, což může přinést lepší provozní charakteristiky paliva,“ uvedl viceprezident pro vědeckou a technickou činnost a kvalitu společnosti TVEL Alexandr Ugrjumov. 

Tolerantní palivo (z anglického accident tolerant fuel) je jaderné palivo odolné vůči mimořádným situacím v jaderné elektrárně. Dokonce i v případě ztráty schopnosti chladit aktivní zónu musí tolerantní palivo vydržet dostatečně dlouhou dobu v neporušeném stavu, zachovat si hermetičnost a nepřipustit rozběhnutí reakce, která na přehřátém zirkoniu rozkládá vodu na vodík a kyslík. Zavedení tolerantního paliva by posunulo bezpečnost a spolehlivost jaderných elektráren na zcela novou úroveň. V Palivové společnosti TVEL má na starosti výzkumné a konstrukční práce při vývoji tolerantního paliva výzkumný ústav VNIINM.

Pro informaci:

Palivová společnost TVEL zahrnuje podniky na výrobu jaderného paliva, konverzi a obohacování uranu, výrobu stabilních izotopů a výrobu obohacovacích centrifug, stejně tak i výzkumné a konstrukční organizace. Je jediným dodavatelem paliva pro ruské jaderné elektrárny. Své palivo TVEL dodává do 75 energetických reaktorů v 15 zemích světa, do výzkumných reaktorů v 9 zemích světa a do transportních reaktorů ruské flotily jaderných ledoborců. Každý šestý jaderný energetický reaktor na světě používá palivo vyrobené TVELem. Palivová divize Rosatomu je největším výrobcem obohaceného uranu na světě.

Zuzana Sommerová