Учёные Института промышленных ядерных технологий (ИПЯТ) НИЯУ МИФИ сделали значительный шаг в области ядерной энергетики, разработав новый сплав «Свинатр», который основывается на сочетании свинца и натрия. Этот инновационный материал предназначен для применения в ядерном топливе атомных установок IV поколения, а именно в реакторах на быстрых нейтронах, использующих свинцовый теплоноситель.
Согласно информации, представленной главным специалистом ИПЯТ НИЯУ МИФИ Марией Тарасовой, новый сплав на основе «Свинатр» используется для создания жидкометаллического подслоя (ЖМП), который заполняет пространство между радиоактивными элементами, такими как уран и плутоний, и внешней оболочкой ядерного топлива (тепловыделяющего элемента, или твэла). Это решение способствует достижению рекордной степени выгорания ядерного топлива, что, в свою очередь, увеличивает количество энергии, получаемой из каждого грамма урана.
На данный момент твэлы, оснащённые новым ЖМП, проходят испытания в составе экспериментальных сборок в реакторе БОР-60, расположенном на базе АО «ГНЦ НИИАР». Важно отметить, что разработанные ИПЯТ материалы для создания ЖМП позволяют рассматривать конструкции твэлов с жидкометаллическим подслоем как экономически конкурентоспособные по сравнению с традиционными твэлами, которые обычно заполняются инертными газами для теплоотведения.
Кроме того, в ИПЯТ НИЯУ МИФИ создали специализированные вкладыши из металлического натрия, которые также будут использоваться для формирования жидкометаллического подслоя в уникальном твэле ОС-5. Эта разработка была анонсирована Госкорпорацией «Росатом» 16 сентября.
Экспериментальные и расчетные исследования, проведенные учеными ИПЯТ, показали, что внедрение жидкометаллического подслоя существенно улучшит характеристики твэлов с нитридным топливом для реакторов IV поколения на быстрых нейтронах. Ожидается, что благодаря этой технологии температура топлива будет снижена, а уран-плутониевая таблетка будет меньше распухать и оказывать давление на оболочку твэла, что в свою очередь минимизирует риски разгерметизации. Все эти факторы способствуют повышению как экономической эффективности, так и эксплуатационной надежности нового ядерного топлива.