В состав Госкорпорации «Росатом» входит Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» — один из мировых лидеров по обогащению урана и производству ядерного топлива. Ее деятельность включает в себя обогащение урановой продукции, изготовление тепловыделяющих сборок и комплектующих для них, услуги по разработке, лицензированию и научно-техническому сопровождению эксплуатации топлива (включая предоставление гарантий по эксплуатации активных зон ядерных реакторов).
Производство ядерного топлива
Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» является монопольным поставщиком ядерного топлива на все российские АЭС, все судовые и исследовательские реакторы нашей страны. Кроме того, высокотехнологичная продукция компании поставляется на 78 атомных реакторов в 15 стран мира. В частности, АО «ТВЭЛ» является единственным поставщиком топлива для АЭС Болгарии, Венгрии и Словакии, а также экспортирует его во все страны Европы, где работают АЭС на реакторах российского дизайна. Таким образом, на ее топливе работает каждый шестой энергетический реактор в мире. Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» также поставляет топливо на исследовательские реакторы зарубежных стран. Осуществляются поставки для исследовательских реакторов в России, Польше, Чехии, Узбекистане, Венгрии, Казахстане, Украине, Болгарии, Вьетнаме. Ежегодный объем экспорта компании превышает $1 млрд.
Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» включает в себя предприятия разделительно-сублиматного, газоцентрифужного, фабрикационного и научно-исследовательского блоков.
Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» в течение последних лет активно развивает проект по разработке ядерного топлива нового поколения безопасности, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС (ATF, от англ. Advanced Technology Fuel, другое название - «толерантное» топливо). Даже в случае потери теплоносителя и нарушения отвода тепла в активной зоне реактора такое топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующую выделению водорода. В марте 2023 года на энергоблоке № 2 Ростовской АЭС (филиал Концерна «Росэнергоатом») начался второй цикл эксплуатации тепловыделяющих элементов ATF. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности российской атомной энергетики на качественно новый уровень.
Тепловыделяющие сборки исследовательских реакторов предназначены для процесса генерации нейтронов, необходимого при проведении научно-исследовательских экспериментов в области ядерной физики, радиационной биологии и промышленной наработки радиоизотопной продукции. Они изготавливаются в ОАО «Новосибирский завод химических концентратов». Основой конструкции ТВС, изготавливаемых на заводе, является бесшовный тепловыделяющий элемент, средний слой которого – топливная урановая композиция, а периферийные слои – оболочки из алюминиевых сплавов. Твэлы имеют различные профили поперечного сечения, что позволяет скомплектовать ТВС с любыми заданными эксплуатационными характеристиками.
Стоит отметить, что Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» также имеет в своем составе научно-исследовательский и опытно-конструкторский блок. Помимо основной продукции, предприятиями Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» выпускается широкий спектр неядерной продукции (цирконий и изделия из него, кальций, литий, магниты, тонкостенные трубы, цеолитные катализаторы и др.).
Как производится ядерное топливо для АЭС?
Типовое ядерное топливо представляет из себя урановые таблетки, представляющие собой спеченный диоксид урана. Они помещаются в длинные трубки из циркония - твэлы. Пучки этих твэлов с комплектующими формируют тепловыделяющие сборки (ТВС). Для придания жесткости конструкции, которая требуется при проведении операций по загрузке и замене топлива, ТВС снабжена дополнительными элементами - дистанцирующие решетки, хвостовик, головка.
Масса каждой ТВС основного российского энергетического реактора ВВЭР-1000 составляет около 760 кг. Конструкция и размеры твэлов для реакторов разных типов различаются. Например, твэлы для ВВЭР-1000 имеют длину более 3,5 метра при диаметре 9,1 миллиметра. Их оболочка выполнена из циркалоя (особый сплав на основе циркония).
Топливный дивизион Росатома производит ядерное топливо для всех типов энергетических реакторов российского дизайна – ВВЭР-440, ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 поколения 3+, РБМК, ЭГП-6, БН-600 и БН-800, полностью обеспечивая работу АЭС в России, а также в ряде зарубежных стран. Кроме того, производится также топливо для исследовательских реакторов (всех типов российских и многих видов зарубежных) и для российских судовых энергоустановок (включая реакторы единственной в мире плавучей АЭС).
Также разрабатываются инновационные виды ядерного топлива, которые позволят обеспечить новый уровень безопасности работы АЭС и экономичные режимы использования сырья. Один из примеров - «толерантное» топливо ATF (топливо нового поколения безопасности, устойчивое к перегреву в случае прекращения подачи охлаждающей воды в активную зону реактора). Еще один пример – так называемое РЕМИКС-топливо (топливо для ВВЭР, которое получают из неразделенной смеси регенерированного урана и плутония, образующейся при переработке отработавшего ядерного топлива). Наконец, выпускается также МОКС-топливо - смешанное оксидное уран-плутониевое топливо, предназначенное для использования в реакторах на быстрых нейтронах. Производится из отработавшего ядерного топлива, что открывает возможность реализации концепции создания замкнутого ядерного топливного цикла.
| 100 вопросов и ответов об атомной энергетике. Просто о сложном.
(брошюра) pdf, 18.3 Мб |