Росатом разработал технологию производства ценного изотопа для ядерного топлива
В Топливном дивизионе Росатома ТВЭЛ разработали промышленный метод получения изотопа азот-15, который понадобится для производства ядерного топлива будущего, сообщает пресс-служба ТВЭЛа.
«В рамках научно-исследовательского проекта в Бочваровском институте в Москве был создан укрупненный лабораторный стенд для исследования разделения изотопов азота в двухфазных газожидкостных системах. Проведены работы по исследованию и оптимизации технологических режимов получения высокообогащенного изотопа азот-15, наработана первая партия продукции. Освоение технологии разделения изотопа в тоннажных количествах в перспективе позволит организовать в Топливном дивизионе Росатома промышленное производство изотопа азот-15, который представляет большую ценность для развития инновационных решений в ядерном топливном цикле», — говорится в сообщении.
Изотоп азот-15 — перспективный компонент для высокоплотного уран-плутониевого нитридного топлива (СНУП-топлива). Такое топливо предполагается использовать в реакторах на быстрых нейтронах. По оценкам ученых Росатома, изотопно-модифицированное СНУП-топливо поможет снизить наработку радиоактивных изотопов в активной зоне реактора, а также повысить эффективность эксплуатации топлива.
«Реакторы на быстрых нейтронах имеют стратегическое значение для энергетики будущего. Сегодня наши ученые системно выстраивают всеобъемлющую научно-техническую базу, которая позволит в дальнейшем построить новую технологическую платформу в атомной отрасли по всей цепочке ядерного топливного цикла», — приводятся в сообщении слова старшего вице-президента по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александра Угрюмова.
Первой установкой, рассчитанной на работу с полной загрузкой СНУП-топливом, является реактор четвертого поколения БРЕСТ-ОД-300, который строится на Сибирском химическом комбинате «Росатома» в Северске Томской области (АО «СХК», предприятие Топливного дивизиона Росатома) в составе Опытно-демонстрационного энергокомплекса в рамках стратегического отраслевого проекта «Прорыв». В Генеральной схеме размещения объектов энергетики России также предусмотрено строительство еще семи серийных энергоблоков большой мощности с «быстрыми» реакторами до 2042 года.
Изотоп азот-15 уникален тем, что практически не поглощает нейтроны, поэтому его использование позволит улучшить нейтронный баланс активной зоны реактора. Специалисты рассчитывают на радикальное снижение наработки в реакторе радиоактивного углерода-14, а также уменьшение так называемой топливной загрузки. Дело в том, что в изотопном составе природного азота преобладает азот-14, поэтому из-за поглощения нейтронов в загрузке активной зоны реактора требуется больше делящегося материала для поддержания цепной реакции. Поскольку азот-15 не поглощает нейтроны, то в процессе выгорания ядерного топлива концентрация нейтронов будет выше, а значит, самого топливного материала потребуется меньше.
Энергосистемы IV поколения — это поколение ядерных энергетических систем (согласно классификации, принятой МАГАТЭ), которое предполагает применение различных технологий, объединенных общим результатом — более высокой эффективностью использования топлива, увеличенной безопасностью, энергоэффективностью, сокращением отработавшего ядерного топлива.
Ядерные энергетические системы IV поколения способны кардинально изменить атомную энергетику, прежде всего за счет нового уровня безопасности, расширения топливной номенклатуры и существенного сокращения радиоактивных отходов.
Россия является мировым лидером в разработке технологий IV поколения: на Белоярской АЭС начались предпроектные работы по сооружению энергоблока БН-1200М, а в Томской области впервые в мировой практике на одной площадке создаются АЭС с реактором БРЕСТ-ОД-300 и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл.
Обладая высоким коэффициентом воспроизводства, быстрые реакторы могут производить больше потенциального топлива, чем потребляют, а также «дожигать» (то есть утилизировать с выработкой энергии) высокоактивные трансурановые элементы (актиниды).