На энергоблоке №2 Ростовской АЭС (филиал Концерна «Росэнергоатом») начался третий цикл эксплуатации тепловыделяющих элементов топлива нового поколения безопасности (ATF – Advanced Technology Fuel, также называемое «толерантное» топливо – Accident Tolerant Fuel).

Таким образом, топливные кассеты с опытными твэлами пройдут стандартный цикл эксплуатации ядерного топлива для российских реакторов ВВЭР-1000 – три топливные кампании по 18 месяцев. Через полтора года во время ближайшего планово-предупредительного ремонта на энергоблоке топливо будет выгружено из активной зоны реактора, а сами инновационные твэлы пройдут программу послереакторных исследований.

Третий 18-месячный цикл, как и вся программа опытно-промышленной эксплуатации ATF-топлива в энергетическом реакторе большой мощности, выполняется в строгой координации с Ростехнадзором на основании всех необходимых обоснований и в соответствии с выданной лицензией.

В 2021 в активную зону реактора были впервые загружены три комбинированные тепловыделяющие сборки конструкции ТВС-2М, каждая из которых содержит по 12 твэлов в инновационном исполнении. Шесть тепловыделяющих элементов изготовлены с применением в качестве конструкционного материала хром-никелевого сплава 42ХНМ и шесть твэлов - с оболочками из циркониевого сплава с хромовым покрытием. Данное технологическое решение позволяет либо полностью исключить, либо значительно затормозить развитие пароциркониевой реакции в активной зоне реактора в случае внештатной ситуации.

Следующим, уже окончательным шагом для квалификации российского ATF-топлива станет загрузка в один из российских реакторов нескольких топливных кассет, имеющих в составе не 12, а все 312 твэлов в инновационном исполнении. Для этого на Чепецком механическом заводе в Глазове (предприятие Топливного дивизиона «Росатома») создан производственный участок по нанесению хромовых покрытий на оболочки из традиционного циркониевого сплава. Уже изготовлена и прошла приемку опытная партия хромированных оболочек твэлов.

Подобная программа полностью соответствует мировой практике разработки и внедрения инновационного ядерного топлива, когда сперва в реактор загружаются несколько опытных сборок с экспериментальными твэлами (так называемая программа LTR – lead test rods), на следующем этапе – несколько кассет, целиком состоящих из твэлов нового образца (LTA – lead testassemblies).

«Программа разработки ATF дала еще один важный результат. Оказалось, что хромированные оболочки за счет свойств своей поверхности могут «закрыть» недостающее технологическое звено для создания полностью безлюдного автоматизированного производства топлива ВВЭР пятого поколения – конструкции ТВС-5. Эта конструкция топлива для реакторов ВВЭР-1200 специально разработана таким образом, чтобы при ее сборке исключить ряд технологических операций, где до сих пор задействован персонал, а не только автоматика. По аналогии с фабрикацией топлива для реакторов на быстрых нейтронах безлюдное промышленное производство необходимо для замыкания ядерного топливного цикла для стандартных тепловых легководных реакторов. Это возможность использовать в качестве топлива не только обогащенный уран, но и материалы, извлеченные из облученного топлива – регенерированный уран и плутоний», - отметил старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов.

ATF (англ. - Advanced Technology Fuel, также называемое «толерантное» топливо – Accident Tolerant Fuel) – ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС. Даже в случае потери теплоносителя и нарушения отвода тепла в активной зоне реактора толерантное топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующую выделению водорода. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности атомной энергетики на качественно новый уровень.