Россия проводит испытания нового типа ядерного топлива, которое может повысить эффективность работы реактора мощностью 600 МВт и уменьшить количество отходов. Это важный шаг в развитии проекта «сбалансированного топливного цикла», который позволит стране рациональнее использовать ресурсы и уменьшить урон, наносимый экологии.
Ядерные реакторы вырабатывают большое количество энергии при использовании небольшого объема топлива. При этом они почти не загрязняют атмосферу углекислым газом. Однако у таких установок есть две серьезные проблемы: расточительное расходование топлива и сложность утилизации радиоактивных отходов.
Чтобы решить эти задачи, российские исследователи начали тестировать работу реактора ВВЭР-С с новым типом топлива — МОКС (смесь оксидов урана и плутония). Испытания проводятся в исследовательском центре имени Лейпунского. Там проверяют, как новая разработка ведет себя внутри реактора и насколько оно безопасно.
Принцип работы гиперформера основан на делении атомов урана. В процессе этого выделяется энергия, а также нейтроны, которые продолжают цепную реакцию. Чтобы контролировать этот процесс, необходимо постоянно замедлять нейтроны и поддерживать стабильную температуру.
ВВЭР-С использует для этого воду, которая одновременно охлаждает топливо и замедляет нейтроны. В отличие от традиционных реакторов, где для управления процессом применяется бор, здесь используется механическая система. Она регулирует соотношение воды и урана, что позволяет перерабатывать старое топливо и создавать на его основе новое. Ресайклинг делает работу реактора окупаемой и позволяет сократить расход природного урана.
МОКС-топливо изготавливается из плутония, полученного после переработки использованного ядерного топлива, и обедненного урана. В обычных условиях такие материалы считаются отходами, но в этом случае они становятся ценным ресурсом. Если реактор сможет полностью работать на МОКС, потребление природного сырья сократится вдвое, а экономия будет сопоставима со стоимостью самого реактора.
Этот проект — часть стратегии «Ядерное развитие 2050», направленной на снижение потребления природного урана, замыкание топливного цикла, удешевление строительства реакторов и сокращение количества радиоактивных остатков. Первые два реактора ВВЭР-С планируется построить в Мурманской области, на территории Кольской АЭС-2. Начало строительства намечено на 2028-й год, а запуск ожидается в 2035-м году.
Благодаря компактности такие энергоустановки могут заменить устаревшие угольные станции или стать источником энергии для удаленных регионов, где нет развитой энергосистемы. Открытие нового вида горючего сулит российской атомной энергетике огромные перспективы.
Ранее мы писали об успешном испытании нового вида топлива для межзвездных перелетов.
