На Смоленской АЭС начали загрузку улучшенного ядерного топлива
На энергоблоке №1 Смоленской атомной электростанции начали поэтапную загрузку тепловыделяющих топливных сборок (ТВС) с улучшенным составом.
Новое топливо компенсирует изменения важных параметров активной зоны после ремонта графитовой кладки.
Оптимизация состава топлива
Смоленская АЭС использует уран-эрбиевое топливо с середины 2000-х годов. В стандартных сборках обогащение по урану-235 составляет 2,8 процента, а массовое содержание оксида эрбия – 0,6 %. Сам эрбий служит выгорающим поглотителем нейтронов. Восстановление графита потребовало корректировки параметров активной зоны для повышения безопасности и продления сроков эксплуатации реактора.
Исследования показали, что оптимизация топлива просто необходима. Их провели Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники (НИКИЭТ), Курчатовский институт и Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций. В новых топливных сборках обогащение по урану-235 снижено до 2,7 %, а содержание эрбия – до 0,35 %.
Цифровое моделирование и безопасность
Перед загрузкой новых сборок инженеры проанализировали все режимы работы реакторной установки и дали обоснование ядерной и радиационной безопасности.
Большую роль сыграло специальное программное обеспечение. С его помощью специалисты смоделировали ключевые процессы с использованием нового вида топлива. Это демонстрирует практическое применение специализированного российского софта для математического моделирования сложных ядерных объектов. Фактически в атомной энергетике такое программное обеспечение является частью технологического контура
Расчеты показали, что оптимизированное топливо соответствует всем требованиям безопасной эксплуатации АЭС. По итогам моделирования руководство станции внесло необходимые изменения в условия лицензии на эксплуатацию первого энергоблока.
Стратегия продления эксплуатации
Первоначально в активную зону загрузят партию из 200 тепловыделяющих сборок (ТВС), которые изготовили на Машиностроительном заводе в Электростали, входящем в Топливный дивизион «Росатома». Инженеры будут внимательно отслеживать работу этой тестовой партии. В перспективе оптимизированные сборки планируют применять на всех трех энергоблоках Смоленской АЭС.
Внедрение усовершенствованного топлива позволит ощутимо увеличить срок службы реакторов РБМК-1000. Ожидается, что использование новых топливных сборок позволит продлить эксплуатацию энергоблоков до 50 лет.
Модернизация действующих станций также решает важную макроэкономическую задачу. Сохранение и повышение эффективности текущих мощностей позволит увеличить долю атомной генерации в энергобалансе России с примерно 20 до 25 % к 2045 году. Именно эту задачу недавно поставил перед правительством и госкорпорацией «Росатом» президент России Владимир Путин.
Экспортный потенциал и виды на будущее
Пока накопленные Смоленской АЭС компетенции имеют скорее косвенный экспортный потенциал, но через некоторое время ситуация может измениться. «Росатом» уже переносит опыт работы с уран-эрбиевой композицией на водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР). В декабре 2024 года реакторные испытания уран-эрбиевого топлива для ВВЭР уже начались, в перспективе таких внедрений станет больше.
Это значит, что в скором будущем на экспорт может пойти не просто конкретная тепловыделяющая сборка, а более широкий набор российских компетенций: топливный инжиниринг + расчетное ПО + лицензирование + сопровождение эксплуатации. Такой подход уже используется на зарубежных ВВЭР. Например, при поставках топлива для индийской АЭС «Куданкулам» «Росатом» одновременно внедряет усовершенствованные ТВС и более продолжительные топливные циклы
