Росатом

Цитата: DeC от 05.08.2024 20:09:30«Чепецкий механический завод» Росатома открыл первое в РФ серийное производство оболочек ядерного топлива с хромовым покрытием

«С 2021 в ректоре ВВЭР-1000 на Ростовской АЭС проходит опытно-промышленная эксплуатация трех комбинированных тепловыделяющих сборок с отдельными твэлами в ATF-исполнении.

Цитата: DeC от 05.08.2024 20:09:30

 

Было бы неплохо расшифровать, что ATF это (Advanced Technology Fuel - более технологичное или Accident Tolerant Fuel - "толерантное" или "более устойчивое к авариям" или "топливо нового поколения безопасности")
Согласно заметке о предыстории

Цитата3 февраля 2022 года «Росатом» сообщил о создании нового ядерного топлива, которое, как утверждается, дешевле и безопаснее аналогов. Речь идет о так называемой технологии ATF (Accident Tolerant Fuel, толерантное топливо).
Ее создали в ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ», входит в Топливную компанию «Росатома» «ТВЭЛ»). На момент демонстрации разработки изготовлены экспериментальные топливные таблетки из дисилицида урана для легководных реакторов (ВВЭР / PWR). Ядерное топливо нового поколения безопасности обладает повышенной жаростойкостью и низкой теплоёмкостью, а также высокой плотностью и ураноёмкостью. Это означает, что новые порции топлива придётся реже загружать в реактор, что повысит их производительность и снизит себестоимость вырабатываемых энергии и тепла. При этом не потребуется увеличивать обогащение по урану-235.

В России создали новое ядерное топливо, которое дешевле и безопаснее аналогов
Низкая теплоёмкость с высокой теплопроводностью означает меньше запасённого тепла в активной зоне реактора и более низкую температуру оболочек твэлов в аварийных режимах. Наконец, более низкая по сравнению с диоксидом урана рабочая температура топливной таблетки способствует улучшению эксплуатационных характеристик топлива.
В «Росатоме» реакторные испытания «толерантного» топлива ATF российского дизайна для легководных реакторов ведутся с начала 2019 года. Экспериментальные тепловыделяющие сборки (ТВС), которые прошли три полных цикла реакторных испытаний в исследовательском реакторе МИР в АО «ГНЦ НИИАР», содержат твэлы с четырьмя вариантами сочетаний материалов оболочки и топливной таблетки. В сентябре 2021 года в коммерческом реакторе ВВЭР-1000 на энергоблоке № 2 Ростовской АЭС началась эксплуатация комбинированных ТВС-2М, каждая из которых содержит по 12 твэлов в ATF-исполнении.

Ну, и, поскольку тестируются ТВС-2М, то потом можно будет поставлять такое топливо в Китай и Индию на введенные Россией и строящиеся блоки ВВЭР-1000

• +0.08 / 4

Цитата: tigra от 05.08.2024 21:14:07

ЦитатаВ России создали новое ядерное топливо, которое дешевле и безопаснее аналогов
Низкая теплоёмкость с высокой теплопроводностью означает меньше запасённого тепла в активной зоне реактора и более низкую температуру оболочек твэлов в аварийных режимах. Наконец, более низкая по сравнению с диоксидом урана рабочая температура топливной таблетки способствует улучшению эксплуатационных характеристик топлива.

Ну, и, поскольку тестируются ТВС-2М, то потом можно будет поставлять такое топливо в Китай и Индию на введенные Россией и строящиеся блоки ВВЭР-1000

Цитата: tigra от 05.08.2024 21:14:07

 

А с обработкой ОЯТ чем будет отличаться?

• +0.00 / 0

Цитата: Luddit от 05.08.2024 22:10:37А с обработкой ОЯТ чем будет отличаться?

Цитата: Luddit от 05.08.2024 22:10:37

 

Технологиями растворения, осветления и осаждения. Исследования продолжаются, время есть. Сначала надо разобраться с наиболее широко используемым топливом и его переработать. Будут сначала хранить в пристанционных хранилищах АЭС, потом в сухом хранилище ГХК (мокрое уже, наверно, заполнено). До 2024 года накоплено 3600т ОЯТ ВВЭР Советского времени, 9800т после развала СССР. Мокрое хранилище ОЯТ ВВЭР ГХК вмещает 7600т, сухое ОЯТ ВВЭР - 8900т, всего 16500т. Заполнение предполагается к 2040 году. До этого технологию отработают не только в лабораторных и опытных условиях. Могут перенастроить уже стоящее оборудование в ОДЦ на ГХК или в построенном модуле фабрикации БРЕСТ-ОД-300 или их последователей.
Возможно, я ошибаюсь, но окончательно еще не выбрали ни состав оболочек твэл, ни состав топлива. Там весь смысл в предотвращении паро-циркониевой реакции с выделением водорода при превышении температуры во время аварии с отключением внешних источников, когда не происходит расхолаживания реактора. Вот вместо существующих материалов оболочки с содержанием циркония предлагают либо покрывать в них цирконий хромом, чтобы цирконий непосредственно с паром, если вода начнет испаряться, не взаимодействовал, либо заменить существующий материал на хром-никелевый сплав 42ХНМ.
А еще для снижения температуры предлагают делать таблетки не  из диоксида урана с низкой теплопроводностью, а из уран-молибденового сплава с высокой теплопроводностью.
Причем исследуют все возможные комбинации оболочек и материала таблеток и выберут в конечном итоге лучшую по температуре и надежности.
Уже делали маленькие партии и того, и того, загружали в исследовательские реакторы. Теперь сделают партию по-больше, проведут несколько компаний (время между перегрузками топлива, в реактора ВВЭР-1000 это 12 или 18 месяцев), все проверят и поизучают. Выберут, что надежнее.
Более подробно читайте здесь.

С точки зрения переработки: у всех ТВС спиливают концевики, распиливают на мелкие кусочки в атмосфере азота, чтобы не загоралось, если металлическое топливо, или чтобы не создавалась высокая концентрация водорода, заливают водой, чтобы покрыть измельченные части до-верху, затем доливают азотной кислоты. Ну, а потом, в зависимости от состава сталей оболочек и топлива. Либо подогревают раствор, либо он сам греется из-за экзотермической реакции. Иногда продувают для удаления водорода. А потом осветление, осаждение различных компонентов и сепарация различными способами. Если интересно, почитайте на сайте ВНИИНМ им. А.А. Бочвара или в журнале "Атомная энергия"

• +0.17 / 10