Мнение: Как АТФ может повлиять на рынок ядерного топлива: перспективы

2 июня 2021 г.

Эксперты ОЭСР прогнозируют, что аварийно-устойчивые виды топлива (ATF) будут доминировать на рынке ядерного топлива в течение 10-20 лет. По стандартам атомной отрасли это очень короткий срок, поскольку одни только исследования и подготовка реактора могут занять до десяти лет, — пишет Наталья Никипелова, президент российского производителя ядерного топлива ТВЭЛ. Столь оптимистичные прогнозы означают, что ATF — продукт, которого рынок очень ожидает. В конце концов, обеспечение ядерной безопасности — чтобы не было серьезных последствий даже в случае серьезных аварий, подобных аварии на Фукусиме, — является критически важным шагом на пути к повышению общественного признания ядерной энергетики. И, как все мы знаем, везде, где есть спрос, всегда будет и предложение.

Наталья Никипелова (Фото: ТВЭЛ)

Так как же будет выглядеть следующее поколение ядерного топлива? Ответ на этот вопрос зависит не только от технических характеристик, но и от экономической эффективности. Есть определенные способы гарантировать, что ATF улучшает безопасность и экономические перспективы. Первоклассная инженерия — ключ к успеху.

Топливная компания Росатома ТВЭЛ проводит исследования по нескольким направлениям, включая нанесение хромирования на твэлы из циркониевого сплава, замену материалов оболочки на хромоникелевый сплав и замену топливной матрицы с диоксида урана на уран-молибденовое металлическое топливо.

Пройдя два цикла облучения, экспериментальные топливные стержни для реакторов ВВЭР и PWR поставляются с четырьмя различными комбинациями материалов оболочки и топливного состава, причем исследования после облучения показывают, что каждый из облученных твэлов остается в хорошем состоянии.

Но какие новые возможности откроют для себя атомные электростанции при выборе любого из этих вариантов? Есть два основных способа улучшить экономические перспективы реактора без увеличения обогащения урана выше 5%: удлинение топливных циклов и снижение затрат на топливо. Использование более плотного топлива делает возможными оба варианта. И уран-молибденовое топливо (которое уже подвергается радиационному воздействию), и уран-молибденовое топливо (которое мы считаем многообещающим и планируем вскоре начать испытания), оба из которых относятся к этим видам топлива. Их высокая теплопроводность и плотность означают, что эти топливные составы могут содержать больше урана. На практике это позволит либо уменьшить обогащение урана (сэкономить деньги на стадии обогащения и удешевить топливо), либо продлить топливный цикл с 18 до 24 месяцев (позволить АЭС вырабатывать и продавать больше электроэнергии).

В то же время, что отличает атомную промышленность, так это то, что зачастую несколько конкурирующих технологий разрабатываются одновременно для удовлетворения одной и той же потребности. И эта «конкуренция» не всегда бывает выигрышной или проигрышной: проверенные решения могут использоваться как разными потребителями, так и даже дополнять друг друга. Например, у России есть новое многообещающее уран-плутониевое топливо REMIX для реакторов ВВЭР, которое уже показало хорошие результаты. Почему не ситуация, когда один реактор использует топливо REMIX, где «допуск» достигается за счет нового материала оболочки, а другой случай, когда «допуск» достигается за счет топлива с высокой плотностью?

Какой бы ни была оптимальная технология, нынешние темпы исследований и разработок не оставляют сомнений в том, что новые виды топлива сделают атомные электростанции более безопасными и более рентабельными.

Наталья Никипелова, президент ТВЭЛ.