Международная конференция FR по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам проводится раз в четыре года. FR22 - это четвертый форум, который прошел в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.

На конференции от имени международного форума "Generation IV" был представлен обзорный доклад по топливу для быстрых натриевых реакторов. У доклада 19 авторов из восьми организаций, в том числе из России.

Основной докладчик - Фредерик Серр (Frederic Serre), французский комиссариат атомной энергии.

В докладе обсуждались три вида ядерного топлива для быстрых натриевых реакторов - металлическое, оксидное и нитридное.

В первой части доклада названы основные преимущества каждого из трёх топлив.

Преимущества металлического топлива:

• высокая плотность, позволяющая достигать высоких КВ; более жёсткий спектр нейтронов благоприятен с точки зрения баланса нейтронов;

• высокая теплопроводность, вследствие чего топливо работает при пониженных температурах;

• отличная химическая совместимость с натриевым теплоносителем;

• относительно простой процесс изготовления топлива;

• продемонстрированная способность к электрохимической переработке, что обеспечивает желательный уровень нераспространенческих свойств.

Преимущества оксидного топлива:

• высокая температура плавления;

• превосходная структурная и химическая стабильность при высоких температурах и глубоких выгораниях;

• меньшее по сравнению с металлическим топливом распухание под облучением;

• технологические процессы изготовления и переработки во многом схожи с процессами для топлива легководных реакторов, что позволяет использовать накопленный для LWR опыт.

Преимущества нитридного топлива:

• высокая плотность;

• высокая теплопроводность;

• высокая температура плавления.

Страны выбирают топливо для своих проектов быстрых натриевых реакторов, исходя из различных соображений. Выбор тесно связан с требованиями к конструкции активной зоны, имеющимся опытом облучения и испытаний, наличием мощностей по производству топлива и соображениями, касающимися конечного этапа топливного цикла.

В настоящее время Китай, Франция, Япония и Евросоюз выбрали оксидное топливо для основных направлений проектирования быстрых натриевых реакторов, в то время как США и Южная Корея предпочитают металлическое топливо.

В России быстрые натриевые реакторы работают на оксидном топливе, но для следующего поколения реакторов БН рассматривается нитридное топливо.

Для оболочек твэлов и конструкционных материалов ТВС все страны, участвующие в форуме "Generation IV", планируют начинать с ферритно-мартенситных или аустенитных сталей, но в долгосрочной перспективе стремятся перейти на другие материалы, такие как дисперсноупрочнённые (ODS) стали или керамика (например, карбид кремния SiC).

Ч. 2. Ч. 3. Ч. 4.