Стійке до аварій паливо в США: огляд розробок
У багатьох ядерних реакторів США у 2030‑х роках закінчується 60‑річний термін експлуатації. Впровадження на ринок стійкого до аварій палива до того часу дозволить покращити роботу реакторів і збільшити шанси на продовження терміну їх експлуатації Комісією з ядерного регулювання США.
Що таке стійке до аварій паливо?
Це нові конструкції паливних таблеток і плакування тепловидільних елементів, які збільшують продуктивність ядерного палива та час реагування на важкі аварії. Це досягається завдяки новим матеріалам, які зменшують накопичення водню, покращують здатність утримувати продукти ділення й за структурою більш стійкі до радіації, корозії та вищих температур.
Нові комбінації палива й плакування дозволять покращити роботу сучасних реакторів і їх загальні економічні показники та врахувати довший час реагування під час високих температур за аварійних ситуацій, важчих, ніж передбачено проектами.
Очікується, що стійкого до аварій палива вистачатиме на довше, ніж теперішніх видів палива, що в перспективі може продовжити час між перезавантаженням палива для реакторів з водою під тиском з півтора року до двох. Відповідно, завдяки цьому можна буде зменшити кількість паливних збірок, потрібних для роботи реактора.
«Вестінгауз»
Компанія «Вестінгауз» вперше проводить випробування уранового-кремнієвих паливних таблеток у комерційному реакторі. Задля досягнення вищої густини атомів на таблетку в них замість урану й кисню використовується поєднання урану й кремнію. Це забезпечує довший час роботи реактора, більше виробництво енергії та вище вигорання палива.
Твели, покриті сплавом хрому з цирконієм, в які поміщені ураново-кремнієві паливні таблетки (Westinghouse).
«Дженерал електрик»
Виробник ядерного палива Global Nuclear Fuel, що входить до компанії «Дженерал електрик», розробив у співпраці з Національною лабораторією «Оук-Ридж» паливо IronClad («Залізний лицар»). У ньому для плакування твелів використано сплав заліза, хрому й алюмінію, що має покращити стійкість палива за надвисоких температур. Сталевий матеріал має значно меншу швидкість окиснення під дією пари з високою температурою. Це збільшує коефіцієнт безпеки палива в порівнянні з традиційним цирконієвим плакуванням, яке застосовують нині.
Контейнери з дослідними твелами ARMOR і IronClad (General Electric)
Компанія також тестує другу модель палива й плакування, відому як ARMOR («Лати»), де для плакування використовують цирконій.
«Фраматом»
«Фраматом» випробовує твели покриті хромом і паливні таблетки з хромовою присадкою. Особливе покриття розроблене для захисту плакування твелів від пошкодження й окиснення за високих температур. Передбачається, що нова паливна таблетка зі суміші порошків оксидів хрому й урану слугуватиме довше й матиме кращу продуктивність за високих температур.
Оболонка, покрита хромом, і паливні таблетки з присадкою хрому (Framatom)
Міністерство енергетики США проводить випробування випромінювання та безпеки, щоб допомогти цим компаніям ліцензувати їхнє паливо у відповідності до вимог Комісії з ядерного регулювання США.
За матеріалами energy.gov
Також читайте: на американській АЕС «Едвін Хатч» успішно завершило 24-місячний паливний цикл вдосконалене паливо виробництва Global Nuclear Fuel.
