В МИФИ разработаны вкладыши для жидкометалического подслоя уникальных твэлов

В России впервые в истории атомной энергетики начинаются испытания уникальных твэлов  со смешанным нитридным уран-плутониевым топливом (СНУП-топливом) с жидкометаллическим подслоем (ЖМП). Важнейшая особенность нового ТВЭЛа ОС-5 заключается в том, что зазор между топливом и оболочкой в нем заполнен металлическим натрием, что позволит достигнуть рекордных глубин выгорания топлива. Натриевые вкладыши для данной сборки были разработаны и изготовлены специалистами Института промышленных ядерных технологий (ИПЯТ) НИЯУ МИФИ.

Фото  ГК "Росатом"

Как рассказала главный специалист ИПЯТ Мария Тарасова, ранее учеными НИЯУ МИФИ по заказу АО «ВНИИНМ» был разработан новый сплав на основе свинца с натрием «СВИНАТР» для использования в твэлах быстрых реакторов со свинцовым теплоносителем. Твэлы с таким ЖМП, изготовленным на базе НИЯУ МИФИ, сейчас проходят испытания в составе экспериментальных сборок в реакторе БОР-60 в АО "ГНЦ НИИАР". Предложенные учеными НИЯУ МИФИ материалы для создания ЖМП впервые позволяют рассматривать конструкцию твэлов с ЖМП как экономически конкурентную с «классическими» твэлами для реакторов на быстрых нейтронах.

«Твэлы с жидкометаллическим подслоем ОС-5 – это революционное технологическое решение и еще один важный шаг в развитии нитридного топлива для «быстрых» реакторов. Именно с этой сборкой мы рассчитываем достичь проектных целевых показателей топлива для быстрых реакторов будущего», – отметил руководитель объединенного отраслевого проекта «Разработка твэл и ТВС со СНУП-топливом», заместитель директора Бочваровского института Михаил Скупов.

Проведенные экспериментальные и расчетные исследования учеными ИПЯТ показали, что использование жидкометаллического подслоя позволит улучшить характеристики твэлов с нитридным топливом для реакторов IV поколения на быстрых нейтронах. Ожидается, что температура такого топлива будет ниже при сохранении параметров теплоносителя, а уран-плутониевая таблетка - меньше распухать и давить на оболочку твэла, провоцируя возможную разгерметизацию. Это позволит повысить и экономическую эффективность, и эксплуатационную надежность топлива.

Изготовление ОС-5 – часть масштабной программы работ по повышению эффективности СНУП-топлива для инновационного реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300, который строится в Северске Томской области в составе Опытно-демонстрационного энергокомплекса IV поколения (в рамках стратегического отраслевого проекта «Прорыв»).