A Roszatom és TVEL nukleáris üzemanyaggyártó vállalat tudományos kutatói újabb kísérletsorozatot végeztek az orosz VVER, illetve a nyugati PWR technológiát képviselő nyomott vizes reaktorok számára kifejlesztett úgynevezett balesetálló (ATF) nukleáris üzemanyaggal.
Az atomreaktorok fejlesztésével foglalkozó, közép-oroszországi dimitrovgrádi tudományos kutatóközpont területén a MIR kutatóreaktorban megkezdődött a balesetálló üzemanyagpálcákkal 2019 óta folytatott kísérletek negyedik sorozata. Az üzemanyag tokjaként szolgáló, négy különböző fémötvözetből készülő üzemanyagpálcákat, illetve a pálcákban lévő, különböző összetételű üzemanyagokat tesztelik.
A pálcákban lévő töltetet adó üzemanyagtabletták is különbözőek: a hagyományosan használt urán-dioxid mellett urán-molibdén ötvözetből álló tablettákat is tesztelnek. A hagyományos cirkónium-nióbium ötvözetből készült pálcákat hőálló krómbevonattal is viszgálják, illetve króm-nikkel ötvözetből készült pálcákat is vizsgálatnak vetettek alá.
Párhuzamosan megkezdték az urán-diszilicid tartalmú, a VVER, illetve PWR reaktorokban járatos méretű tablettákkal töltött üzemanyagpálcák tesztjét is. Az urán-diszilicid tabletták gyártástechnológiájának kifejlesztője a TVEL-hez tartozó Bocsvár anyagtudományi kutatóintézet, amely ágazati koordinátorként hangolja össze a balesetálló orosz üzemanyag kifejlesztését célzó kutatásokat.
Az urán-diszilicid üzemanyag egy sor előnnyel bír a hagyományos urán-dioxid üzemanyaghoz képest. Magas az urántartalma és az energiasűrűsége, ami lehetővé teszi a hosszabb üzemanyagciklust anélkül, hogy növelnék az Urán-235-ös izotóp dúsítottságának mértékét. Emellett nagyon jó a hővezető képessége illetve alacsony hőtárolóképességgel bír. Ezért üzemzavari helyzetben alacsonyabb az üzemanyagpálcák hőmérséklete, illetve az aktív zónában kevesebb hő tárolódik el.
Másik fontos előnye, hogy az urán-dioxiddal töltött üzemanyagpálcákhoz képest az urán-diszilicid tabletták üzemi hőmérséklete alacsonyabb, ami javítja a reaktor üzemeltetési paramétereit.
Tavaly szeptember óta a dél-oroszországi Rosztovi Atomerőmű VVER-1000-es reaktorral működő 2-es blokkján már másféléves üzemanyagciklusban vizsgálják 12, króm-nikkel ötvözetből készült, illetve krómbevonattal ellátott cirkónium ötvözetből gyártott balesetálló üzemanyagpálca viselkedését üzemi körülmények között.
- A balesetálló ATF üzemanyag fejlesztése és üzemi próbái rendszerszinten zajlanak. Nem csupán az optimális anyagösszetétel megtalálása a cél, hanem az is, hogy ezeket az anyagokat felhasználják az atomerőművekben a nukleáris üzemanyagohoz. Az első kísérleti üzemanyagpálcáknak csak a burkolata készült balesetálló kivitelében, a későbbiekben legalább három kivitel lesz ezekből, amelyek mindegyike tudományosan megalapozott biztonsággal rendelkezik majd – közölte Alekszej Ugrjumov, a TVEL Rt. tudományos-műszaki kérdésekben illetékes alelnöke.
A balesetálló ATF – (az Accident Tolerant Fuel angol kifejezés rövidítése) olyan újfajta nukleáris üzemanyagot jelöl, amely súlyos üzemzavari helyzetben, mint amilyen egy hűtőközegvesztéses baleset vagy a hűtés teljes leállása esetén is képes az üzemanyag tömörségét megőrizni, hogy ne következhessen be a cirkónium és a vízgőz hidrogénfejlődéssel járó reakciója. A balesetálló üzemanyag bevezetése minőségileg új szintre emeli ezzel az atomerőművi biztonságot.