По заказу Института атомной энергии Национального ядерного центра Республики Казахстан Научно-производственное объединение «Луч» (г. Подольск, Московская область) разработало инновационное металлическое топливо со сниженным обогащением урана.

Теперь на его основе российские ученые создают тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ) с повышенной теплопроводностью и энергоемкостью для исследовательского реактора ИВГ.1М в казахстанском городе Курчатов на бывшем Семипалатинском ядерном полигоне.

– Рабочим телом установки был водород, использовались керамические ТВЭЛы, рассчитанные на эксплуатацию при температуре до 3,5 тыс. градусов Кельвина,  – рассказал заместитель директора отделения топлива и конструкционных материалов НПО «Луч», начальник лаборатории обработки металлов давлением Дмитрий Солдаткин. – В конце 1980-х в СССР закрыли программу разработки ядерных ракетных двигателей, и встал вопрос – что делать с реактором ИВГ.1 в Казахстане, который использовался для испытания ядерных энергодвигательных установок? Испытательный реактор решили переделать в исследовательский, для чего, в частности, заменили активную зону. Вместо керамических ТВЭЛов стали использовать уран-циркониевые, с обогащением по урану 90 %. Теплоносителем стала вода. В наименовании реактора появилась буква М – «модернизированный».

И керамическое, и нынешнее металлическое топливо для установки разрабатывали и изготавливали на подольском предприятии «Луч». Поэтому, когда Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) инициировало программу по снижению обогащения топлива исследовательских и испытательных реакторов, Казахстан обратился к специалистам российского НПО для разработки нового топлива.

На сегодняшний день перед учеными поставили задачу – снизить обогащение урана в топливе до уровня менее 20 %. Чем меньше обогащение, тем больше урана нужно добавлять в топливо.

– В прежних ТВЭЛах сердечник был сплавной, – отметил Дмитрий Солдаткин. – Сплав очехловывался и методом холодной деформации изготавливался ТВЭЛ. Однако при повышении количества урана сплав уже не поддается холодной деформации. Значит, плавить нельзя. Пришлось переходить на волоконную технологию.

Новая активная зона реактора ИВГ.1М в Казахстане будет состоять из 30 тепловыделяющих сборок, по 468 ТВЭЛов в каждой. Она сможет работать без перегрузки несколько десятилетий. Первые 2 экспериментальные тепловыделяющие сборки с инновационным топливом уже прошли реакторные испытания в Казахстане, в этом году им предстоят послереакторные исследования. Если они пройдут успешно, то в конце 2020 – ​начале 2021 гг. установка полностью перейдет на новое топливо.

Отметим, что НПО «Луч», входящее в госкорпорацию «Росатом»,  решает задачи по разработке и обеспечению атомной промышленности тепловыделяющими элементами и сборками для ядерных энергодвигательных установок, а также создает тепловыделяющие элементы нового поколения.

Источник – http://xn----8sbancyabljpnebm2aiit6frfsd.xn--p1ai/podolskoe-predpriyatie-fgup-nii-npo-luch-sozdalo-innovatsionnoe-toplivo/