Ученые из Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара (ВНИИНМ) разработали технологию производства дисилицида урана и изготовили из него экспериментальные топливные таблетки для легководных реакторов (ВВЭР и PWR). Работы были проведены в рамках программы разработки — т.н. толерантного топлива — топлива нового поколения безопасности ATF.
Толерантное топливо нового поколения безопасности (ATF – Advanced Technology Fuel, также – Accident Tolerant Fuel) – глобальный тренд в мировой атомной промышленности, который заключается в разработке и внедрении ядерного топлива на основе новых материалов топливной таблетки либо оболочки твэла. Это должно повысить теплопроводность и жаростойкость топлива, и в конечном итоге – безопасность эксплуатации ядерного реактора. Даже в случае тяжелой аварии с нарушением отвода тепла в активной зоне реактора толерантное топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующей выделению водорода. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности атомной энергетики на качественно новый уровень.
По словам разработчиков, топливо из дисилицида урана обладает рядом преимуществ. Это высокая плотность и ураноемкость, которые могут позволить перейти к более длинным топливным циклам без увеличения обогащения по урану-235, а также высокая теплопроводность в сочетании с низкой теплоемкостью, что означает меньше запасенного тепла в активной зоне реактора и более низкую температуру оболочек твэлов в аварийных режимах. Кроме того, у него более низкая по сравнению с диоксидом урана рабочая температура топливной таблетки, что способствует улучшению его эксплуатационных характеристик.
Внедрение такой технологии на Машиностроительном заводе в Электростали позволило наладить выпуск топливных таблеток из дисилицида урана и экспериментальных твэлов для последующих испытаний в исследовательском реакторе.
Источник scientificrussia
