Перспективы использования уран-плутониевого топлива для реакторов на тепловых нейтронах

Положительные результаты реакторных и послереакторных исследований позволили прийти к единому мнению — плутоний не только может быть успешно использован в качестве топлива для реакторов на тепловых нейтронах, но и должен быть использован, пока не получат соответствующего развития реакторы на быстрых нейтронах. Это положение предопределило и объем дальнейших углубленных исследований, и перспективу промышленного производства топлива. Наибольший Опыт эксплуатации (U, Pu)O₂-топлива накоплен в Бельгии, Германии, Франции и Японии. Первая в мире загрузка смешанного топлива в реактор LWR-BR-3 была осуществлена в Бельгии в 1963 году. Сейчас доля плутоний содержащих твэлов в этом реакторе составляет около 50 %.

Франция в 1985 году приняла решение об использовании уран-плутониевого топлива в реакторах PWR серии СР-1 электрической мощностью 900 МВт. В Маркуле, ядерном центре во Франции, существует завод, который способен выпускать до 100 тонн топлива в год.

В ФРГ с 1981 году изготовлено около 3 тыс. твэлов, содержащих 7,5 тонн смешанного топлива, полученного по AU/PuC-процессу. Твэлы облучаются в реакторах PWR. В некоторых из них достигнуто выгорание 40 ГВт*сут/т. С 1981 года весь нитрат плутония, получаемый фирмой ALKEM, перерабатывается в смешанное топливо по AU/PuC-процессу.

Япония также планирует использовать плутоний, извлеченный при переработке топлива реакторов не тепловых нейтронах, в основном в легководных реакторах. Установка по изготовлению твэлов производительностью 40 т/год (по топливу) оснащена дистанционно управляемым и автоматическим оборудованием. По прогнозным расчетам потребность Японии в (U, Pu)O₂-топливе в скором времени составит около 100 т/год. В соответствии с этим планируется и увеличение мощности по производству топлива.

Для промышленных реакторов LWR разработаны два типа ТВС с (U, Pu)O₂-топливом:

1. «островковая сборка» с (U, Pu)O₂-твэлами в центре с UO₂-твэлами по периферии. Иногда в такие сборки включают по несколько урановых твэлов с выгорающими поглотителями Cd203 ;
2. полностью плутониевая сборка, содержащая твэлы только с (U, Pu)O₂-топливом двух-трех обогащений по плутонию.

Фирмы BN и KWU испытывали оба типа сборок. При этом в ТВС для реакторов PWR около 60 % твэлов содержали 3,9- 4,6 % делящегося материала; 8 % твэлов — 2,4-2,8 % и около 32 % твэлов содержали 3,2-3,9 % делящегося материала. В ТВС реакторов BWR по 50 % твэлов имели обогащение 3,2-4,6 и 2,6-3,0 %. В твэлах PWR достигнута глубина выгорания до 50 ГВгсут/т (по ТВС), в твэлах BWR — до 30-34 ГВт*сут/т. Отрабатываются оптимальные отношения ТВС с различным обогащением и их размещение в реакторе, чтобы, в частности, не допустить всплеска мощности на границе раздела смешанного и уранового топлива или частично выгоревшего топлива.

Качественный ремонт форсунок Комон Рейл одними из лучших специалистов в России. Продлите жизнь форсунок Вашей техники.