2016年，來自30多個組織的250多名專家出席了在俄羅斯舉行的關于核電站新一代核燃料——開發(fā)、運行經(jīng)驗和未來方向的會議。這次會議由燃料公司Tvel(隸屬于國家核公司Rosatom)組織，在俄羅斯領先的核燃料研究中心AA Bochvar無機材料研究所(VNIIMN)舉行。會議報告涵蓋了當前的發(fā)展情況，并建議了一系列新核燃料的研發(fā)方向。
會議商定了一系列改進核燃料的工作。它包括基于TVSA-PLUS和TVS-2M組件的VVER-1000反應堆的研發(fā)，以確保在高達107%額定功率的18個月燃料循環(huán)中可靠運行，并改進VVER-440和VVER-1000堆芯的計算中子物理參數(shù)，以證明燃料供應和運行安全。這項工作的大部分現(xiàn)已完成。
杜科瓦尼的新燃料
2020年6月，根據(jù)2019年與電力公司CEZ簽訂的合同，Rosatom的OKB Gidropress(Atomenergomash的一部分)開始測試為捷克共和國杜科瓦尼開發(fā)的VVER-440的第三代RK3+核燃料。新的設計改進了燃料的物理和熱工水力特性。Tvel負責科學和技術活動的副總裁Alexander Ugryumov說：“RK3+的引入將為發(fā)電機組以更高的熱功率運行創(chuàng)造機會，并延長杜科瓦尼核電站燃料循環(huán)的持續(xù)時間，這將提高核電站的經(jīng)濟效益。”。
RK3+具有更長的燃料棒間距，這降低了反應堆堆芯的水鈾比，提高了燃料的效率。Tvel說，試驗將研究燃料組件在熱工水力和動態(tài)條件下的機械穩(wěn)定性，盡可能接近全面運行。
ATFS進展
俄羅斯也在開發(fā)TVS-2M事故容限燃料(ATF)，用于VVER和西方設計壓水堆。
2019年12月，VVER-1000反應堆的首批自動變速箱油組件在新西伯利亞化學精礦廠制造并通過驗收測試。Rosatom計劃將三個試驗性的ATF組件于2020年裝入羅斯托夫的其中一個反應堆。每種鎳合金包殼含有兩種不同的鎳鉻合金包殼。這兩種選擇都使包層更耐熱。
Rosatom在2019年完成了第一階段的反應堆試驗。在位于Dimitrovgrad的原子反應堆研究所(NIIAR)的MIR反應堆的獨立水回路中，對兩個帶有VVER和PWR燃料元件的實驗燃料組件進行了輻照。每個燃料元件有24個燃料元件，有四種不同的包層材料和燃料成分組合。燃料芯塊由傳統(tǒng)的二氧化鈾以及密度和熱導率增加的鈾鉬合金制成。為了進行輻照后材料科學研究，從每個燃料組件中移除了幾個燃料元件，并安裝了新的非輻照樣品。
全尺寸鉻鎳合金鍍層由Elektrostal的Mashinostroitelny Zavod制造;國家研究大學-莫斯科電力工程學院的專家將鍍鉻應用于格拉佐夫Chepetsk機械廠生產(chǎn)的標準鋯覆層。ATF的研發(fā)由VNINM進行和協(xié)調(diào)。
Tvel說，ATF的引入是提高核電系統(tǒng)安全性和可靠性的關鍵。Ugryumov說，Tvel已按時完成2019年容忍燃料計劃的所有計劃。
再混合和合成氧化物
在2016年的會議上，另外決定了制定和改進各種燃料元件和燃料組件以及結構材料、核燃料及其部件的技術文件。該決議特別注意開發(fā)有前途的新型燃料，包括混合燃料(再生混合燃料)、混合鈾钚氧化物(混合鈾钚氧化物)和MNUP(混合氮化物鈾钚)燃料。
2014年，由圣彼得堡VG Khlopin鐳研究所領導的俄羅斯多家企業(yè)(Rosenergoatom、Tvel、NIIAR、OKB Gidropress和Kurchatov Institute)參與的混合燃料計算和實驗鑒定項目于2014年啟動。
再混合使用的是再生鈾和钚的混合物，這是在用過的核燃料后處理過程中形成的。在分離出的混合物中加入少量濃縮鈾。這樣，用過的燃料中的钚和未燃燒的鈾235一起被重新利用。
它將用于VVERs，一旦廣泛使用，有望減少核電工業(yè)中天然鈾的消耗。
從安全的角度來看，再混合和最高濃縮5%的二氧化鈾沒有區(qū)別。戰(zhàn)略目標是關閉核燃料循環(huán)。
2016年5月，位于塞韋爾斯克的西伯利亞化學聯(lián)合收割機(部分Tvel)的化學和冶金廠制造了含有混合燃料的燃料棒，其中三個燃料棒隨后被裝載到Balakovo 3中進行延長試驗。其他人則被送往NIIAR進行測試和進一步研究。SCC高密度燃料實驗和試點工業(yè)生產(chǎn)項目負責人Evgeny Lachkanov證實，混合過程在提純錒系元素和裂變產(chǎn)物后，將鈾和钚從熱反應堆使用的燃料中分離出來，并將其返回核燃料循環(huán)，同時添加鈾的計算量。
2016年9月至2017年3月在NIIAR進行的試驗旨在獲得燃料元件運行參數(shù)的初步實驗數(shù)據(jù)。需要這些數(shù)據(jù)來確認VVER-1000燃料組件設計標準的選擇。
今年7月裝載到Balakovo3的三個混合燃料組件各包含六個燃料元件。2020年繼續(xù)試點。2021年，它們將被移走并轉移到保存池中1.5年，然后在2023年交付給NIIAR進行進一步研究。
巴拉科沃核安全與可靠性部門負責人弗拉基米爾·德爾加切夫表示，混合燃料的中子能譜與普通鈾燃料沒有區(qū)別。“這意味著，它可以用于常規(guī)反應堆，而無需對其設計和額外的安全措施進行額外修改——這是這種新型燃料的另一個無可爭辯的優(yōu)勢。”
2019年3月，克拉斯諾亞克礦業(yè)和化學聯(lián)合公司的科學家開發(fā)了一種生產(chǎn)混合燃料和混合氧化物燃料的新技術。新的方法使獲得適合于在后處理階段進一步生產(chǎn)燃料芯塊的主混合物成為可能。MCC說，混合物是以固溶體的形式獲得的，這確保了最大程度的均勻化。這大大減少了通過回收母液處理的液體量，并大大降低了勞動力和能源成本。
這項新技術更簡單、更快，也使在這一過程中放棄使用氫和氨成為可能。它也高度遵守不擴散制度。MCC指出：“這項技術可以根據(jù)客戶的要求，獲得化學計量的二氧化鈾或鈾和钚二氧化合物的混合物，達到任何核安全比。”該技術已用于在實驗工業(yè)條件下制造mox燃料芯塊。
“應該記得，mox燃料的出現(xiàn)是由于2000年與美國簽署了一項關于處理軍用钚的協(xié)議，”Proryv(突破)項目的科學主管Evgeny Adamov解釋說，該項目旨在關閉俄羅斯的核燃料循環(huán)。“當時我們沒有任何鈾钚燃料，但它已經(jīng)在世界上使用。法國自1967年以來就在他們的快堆中使用它。“我們認為，無論是用于熱反應堆還是快堆的mox燃料都沒有意義，但世界上沒有其他混合燃料，協(xié)議必須得到執(zhí)行。阿達莫夫說：“據(jù)推測，西方國家不僅會向美國轉讓技術，而且還會提供超過30億美元的補貼。
阿達莫夫說，在那次事件中，補貼并沒有到位，但俄羅斯仍然按照協(xié)議繼續(xù)發(fā)展混合氧化物。當美國在2018年取消了自己的mox計劃時，俄羅斯的mox發(fā)展已經(jīng)取得了長足的進步。他說，俄羅斯的聯(lián)邦目標計劃“2010-2015年新一代核能技術以及2020年之前的展望”最初并沒有優(yōu)先考慮混合氧化物氧化物的開發(fā)或快堆。“直到2011年，他們才意識到，在關閉以快堆為基礎的核燃料循環(huán)方面進行整合工作的好處。然后，鑒于BN-800計劃發(fā)射，分配了大量資金來完成混合氧化物燃料的生產(chǎn)工作。”
2013年，Proryv項目的概念成為該項目的一部分。
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