В Российской Федерации успешно завершены экспериментальные мероприятия, осуществляемые на высокопоточном ловушечного типа и гетерогенном реакторах. Данные практические исследования стали очередными шагами к строительству атомной энерготехнологической станции для производства водорода.
Новая ступень к созданию промышленных технологий
Испытания топлива, чьи образцы получены в лабораторных условиях, для ВТГР (высокотемпературного газоохлаждаемого реактора) являются неотъемлемой частью реализации российского инвестиционного проекта. Его главная цель: создание промышленных методов, алгоритмов для масштабного производства, использования водорода, водородосодержащих продуктов. Эти практические исследования (начались они 2 года назад) были осуществлены на экспериментальных установках профильных научных центров, расположенных в городах Димитровград и Заречный. А заказчиком разработки топлива для ВТГР стала государственная корпорация «Росатом», которой принадлежат свыше 17% производства электрической энергии в России.
Соответствуют проектным условиям и эксплуатационным требованиям
Именно так специалисты оценили проверенные лабораторные образцы. Они были разработаны, изготовлены на 2 предприятиях, входящих в холдинг «Росатом». Как подтвердили исследования, в конце прошлого года общее выгорание объема экспериментального топлива составило 10-12% тяжелых атомов. Этот показатель свидетельствует, что проектные значения практически достигнуты. В процессе экспериментального исследования ученые подвергли образцы топлива не только длительному облучению, но и воздействию высоких температур в пределах 1000–1200°С. Обращает на себя внимание тот факт, что схожие алгоритмы в энергетике практикуют и при проверках качества функционирования теплоизоляционных конструкций, обеспечивающих безопасность работы энергетических установок.
Почему выбрана технология TRISO?
Сбор экспериментальных данных специалисты ГК «Росатом» осуществляли в режиме онлайн. В итоге ученые подтвердили работоспособность и реакторов, и образцов топлива. Такие энергетические установки, следует отметить, обладают многослойными особо прочными конструкциями, напоминающими матрешки. Примечательно, что в процессе испытаний была использована и самая надежная разновидность изотропного топлива для ВТГР, производимая по технологии TRISO. Популярное название такого энергетического продукта: «топливные таблетки». Это топливо является трехструктурным и тоже напоминает матрешку. Схематически оно выглядит так: обогащенный оксикарбид урана находится внутри слоев оболочек из углерода и керамики, которые вместе с ним помещены в ядра топливных частиц. Благодаря такой структуре «таблетки» (среднее поперечное сечение у них менее 1 мм) сохраняют свою целостность и функциональность даже при температурных воздействиях до 1800°С, огневом поражении, выходе из строя вспомогательных систем реактора.
Впереди послереакторные исследования и проверки результатов
Отработка, апробация технологий производства топлива для ВТГК намечены на 2025 год. Однако до начала указанных этапов специалистам еще предстоят эксперименты. Так, ученые будут запускать реакторы в предельных и аварийных режимах эксплуатации, исследовать облученные образцы использованных энергоносителей. И результатом такой масштабной работы станет моделирование и создание технологических условий производства топлива для ВТГР.
