Áttörés az atomerőművek zöldítésében: Paks II is profitál a Roszatom innovációjából

Sikerrel zárult az orosz balesetálló nukleáris üzemanyag ötéves tesztüzeme Rosztovban – derült ki a Roszatom közleményéből. A MOX-üzemanyag balesetálló változatát a zárt nukleáris üzemanyagciklus-technológiához fejlesztették ki. A projekt jelentőségét az adja, hogy Oroszországban első alkalommal kezdett működni egy kereskedelmi üzemben termelő nagy teljesítményű reaktor ezzel az üzemanyaggal.

A közlemény szerint a Balakovói Atomerőmű 1. blokkjának VVER-1000-es reaktorába három innovatív balesetálló üzemanyag-kazettát helyeztek el.

A most kezdett tesztüzemben a MOX-üzemanyagot a balesetálló változatban tesztelik. Ez a lépés kulcsfontosságú azon stratégiai cél eléréhez, hogy ne csak az innovatív gyors neutronos reaktorokat, hanem a ma működő hagyományos, könnyűvizes termikus neuronos reaktorokat is integrálni tudják a jövőben a zárt üzemanyagciklusba.

Mivel a MOX-üzemanyag balesetálló változata az épülő Paks II. Atomerőmű számára is alkalmas,

így a magyar erőmű is részese lehet a jövőben az üzemanyagciklus zárásának: tehát olyan üzemanyagot is használhat, amit a kiégett nukleáris üzemanyag, például a Paksi Atomerőmű üzemanyagának majdani újrafeldolgozásával állítanak elő.

Lehetővé válik az áttérés az üzemanyag-kazetták emberi kéz érintése nélküli gyártására

A közlemény a MOX technológia jelentőségét is kifejti: eszerint lehetővé teszi a hagyományos üzemanyagciklus másodlagos komponenseinek, igy az urán dúsítás melléktermékének, a szegényített uránnak (az urán 238-as izotópja) és a kiégett üzemanyagból kivont plutóniumnak a felhasználását a friss üzemanyag előállításához.

A krómmal bevont cirkónium ötvözetből készült balesetálló üzemanyag nemcsak a reaktor és az aktív zóna stabilitását és biztonságát növeli súlyos, a tervezési alapot meghaladó balesetek esetén. A felületi tulajdonságainak köszönhetően ugyanis lehetővé teszi az áttérést az üzemanyag-kazetták teljesen automatizált, emberi kéz érintése nélküli gyártására, kiküszöbölve az üzemanyag-kazetták gyártásához jelenleg még szükséges kézi munkát. A gyártó személyzet sugárterhelésének minimalizálása érdekében a kevert urán-plutónium üzemanyag gyártását ugyanis teljesen automatizálni kell.

Hasznosulnak a világon felhalmozott szegényített uránkészletek

A Roszatom első kevert urán-plutónium üzemanyaga a VVER reaktorokhoz kifejlesztett REMIX üzemanyag volt (az angol „regenerált keverék” szóból). Kísérleti üzeme a Balakovói Atomerőműben 2026 márciusában sikeresen befejeződött. A MOX üzemanyag használata a VVER reaktorokban teljesen új lehetőségeket nyit meg. Az üzemanyag plutóniumtartalma ugyanis többszöröse a REMIX üzemanyagénak, és dúsított urán helyett szegényített uránt tartalmaz.

Mindez lehetővé teszi az üzemanyag-gyártási költségek optimalizálását, a regenerált hasadóanyagok rugalmasabb felhasználását és a világon felhalmozott szegényített uránkészletek hasznosítását.

Több mint 20%-kal csökken a természetes uránszükséglet

A Roszatom szakembereinek számításai szerint, ha egy VVER üzemanyag-kazetta 25%-ban MOX üzemanyagot és a fennmaradó 75%-ban standard dúsítású urán üzemanyagot (U 235) tartalmaz, beleértve a regenerált üzemanyagot is, akkor a plutóniumtartalmát tekintve egyenértékű lesz a teljes egészében urán-plutónium üzemanyagot tartalmazó REMIX üzemanyag-kazettával.

A fent leírt hibrid üzemanyagot heterogén REMIX üzemanyagnak nevezték el. A TVEL, a Roszatom nukleáris üzemanyaggyártó részlegének szakemberei szerint a VVER-1200 reaktorokkal szerelt új erőművekre vonatkozó számítások azt mutatják, hogy a heterogén REMIX üzemanyag használata több mint 20%-kal csökkenti a természetes uránszükségletet az atomerőmű teljes üzemidejére vetítve.

Az egyik reaktor kiégett üzemanyaga a másik reaktor friss üzemanyagát szolgálja

Alekszandr Ugrjumov, a TVEL tudományos kutatásért és fejlesztésért felelős senior alelnöke hangsúlyozta, a Roszatom stratégiai célja és a jövőképünk egy kétkomponensű nukleáris energiarendszer létrehozása. „Ebben a gyors- és termikus neutronos reaktorok zárt üzemanyagciklusban működnek, és az egyik fajta reaktor kiégett üzemanyaga a másik fajta reaktor friss üzemanyagának alapanyagaként szolgál.”

Rámutatott, a Roszatom VVER üzemanyaggal kapcsolatos tudományos és technológiai kutatási és fejlesztési projektjei e cél megvalósítását szolgálják. „Jelenleg már egy ötödik generációs üzemanyag-kazetta tervezése zajlik a VVER-1200-as típushoz, illetve elkezdődött a már említett króm bevonatú balesetálló MOX-üzemanyag tesztelése” – mondta el.

Szintén folyamatban van az emberi kéz érintése nélkül gyártott üzemanyag tabletták gyártási technológiájának kidolgozása. „Az tervezzük, hogy ezeket az új anyagtechnológiai-, konstrukciós és gyártási eljárásokat egyetlen termékben egyesítjük” – hangsúlyozta az alelnök.