Rusko intenzívne pracuje na vývoji špeciálneho pokročilého paliva s vyššou odolnosťou

Odolnejšie pokročilé palivo predstavuje významnú vetvu vývoja jadrového palivového cyklu. V ruskom Dimitrovgrade dokončili druhú etapu ožarovania pokročilých palivových komponentov. Následne bude prebiehať analýza poškodení materiálov pôsobením rádioaktívneho žiarenia a vyhodnotenie výsledkov.

0
93
Chladiaca veža
Rusko je o krok bližšie k vývoju pokročilého jadrového paliva.

Výskumný inštitút jadrových reaktorov v Dimitrovgrade dokončil druhý cyklus ožarovania experimentálnych palivových súborov vo výskumnom reaktore MIR. Ide o ďalší dôležitý míľnik vývoja špeciálneho odolného paliva pre tlakovodné reaktory pod hlavičkou Ruska.

Každý palivový súbor obsahuje 24 palivových elementov so štyrmi rôznymi kombináciami pokrytia a palivové matrice. Pelety boli vyrobené z tradičného oxidu uraničitého alebo urán-molybdénovej zlúčeniny so zvýšenou hustotou paliva a zvýšeným súčiniteľom tepelnej vodivosti. Povrch paliva tvoria zirkóniové zliatiny s chrómovým povlakom či chróm-niklové zliatiny.

Výskumný reaktor MIR, Rusko
Výskumný reaktor MIR. Zdroj: Rosatom

Po každom ožarovacom cykle bolo niekoľko palivových súborov vyvezených kvôli vykonaniu potrebných analýz a štúdií. Na ich miesto vždy zaviezli čerstvé nové palivo, vyvezené súbory zostali hermeticky uzavreté.

Palivo na báze kremíka

Spolu s procesom ožarovania odštartoval inštitút Bochvar, výskumné zariadenie ruskej štátnej jadrovej korporácie Rosatom, projekt vývoja technológie pre palivá na báze kremíku (U3Si2) ako ďalšej možnosti pokročilého paliva ATF – Accident Tolerant Fuel. Podľa ich slov má ísť o palivo budúcich jadrových reaktorov.

Palivo je navrhnuté na zvýšenie odolnosti a hermetičnosti pri ťažkých nadprojektových nehodách jadrových reaktorov. Radia sa medzi ne napríklad problémy so stratou schopnosti chladiť aktívnu zónu.

Špeciálne palivové súbory pre výskumný reaktor MIR
Špeciálne ATF palivové súbory pre výskumný reaktor MIR. Zdroj: TVEL

Rosatom už takéto testovacie palivové súbory vyrobil a teraz ich plánuje zaviesť do jadrovej elektrárne Rostov. Do aktívnej zóny majú byť zavezené tri palivové súbory, každý s dvanástimi prútikmi s ATF palivom a špeciálnym pokrytím. Časť pokrytia bude štandardne chrómová, iné prútiky budú mať na sebe špeciálnu chróm-niklovú zliatinu.

Vývojom pokročilého odolného paliva sa zaoberá aj americká spoločnosť Westinghouse, ktorá koncom januára oznámila ďalší krok ku komercializácii svojho produktu. Ich palivové súbory obsahujú malé množstvá chrómu a hliníku, čo im umožňuje omnoho lepšie využívať palivo pri výrobe elektriny. Navyše znížili rýchlosť oxidácie až o 50 % v porovnaní s konvenčným palivom.

Program vývoja palív so zvýšenou odolnosťou bol vytvorený ako reakcia na nehodu v jadrovej elektrárni Fukušima. Ich vývojom sa zaoberá hneď niekoľko spoločností, napríklad Framatome LTA, čínska spoločnosť China General Nuclear či Global Nuclear Fuel. Niektoré koncepcie by sa mohli začať využívať v roku 2025.