Специалисты Топливного дивизиона госкорпорации «Росатом» разработали промышленный метод получения изотопа азот-15, который станет ключевым компонентом для производства следующего поколения высокоплотного нитридного уран-плутониевого ядерного топлива (СНУП-топлива).
В рамках научно-исследовательского проекта в Бочваровском институте в Москве был создан укрупненный лабораторный стенд для исследования разделения изотопов азота в двухфазных газожидкостных системах. Ученые провели работы по исследованию и оптимизации технологических режимов получения высокообогащенного изотопа азот-15 и уже наработали первую партию продукции.
Изотоп азот-15 уникален тем, что практически не поглощает нейтроны, что позволит улучшить нейтронный баланс активной зоны реактора. По оценкам специалистов «Росатома», использование азота-15 вместо природного азота в СНУП-топливе поможет:
- Снизить наработку радиоактивных изотопов в активной зоне реактора
- Повысить эффективность эксплуатации топлива
- Радикально уменьшить производство радиоактивного углерода-14
- Сократить топливную загрузку благодаря уменьшению потребности в делящемся материале
«Реакторы на быстрых нейтронах имеют стратегическое значение для энергетики будущего. Сегодня наши ученые системно выстраивают всеобъемлющую научно-техническую базу, которая позволит в дальнейшем построить новую технологическую платформу в атомной отрасли по всей цепочке ядерного топливного цикла», – прокомментировал старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов.
Первой установкой, рассчитанной на работу с полной загрузкой СНУП-топливом, станет реактор четвертого поколения БРЕСТ-ОД-300, который строится на Сибирском химическом комбинате «Росатома» в Северске Томской области. Этот проект реализуется в рамках стратегического отраслевого проекта «Прорыв», направленного на создание замкнутого ядерного топливного цикла.
Освоение технологии разделения изотопа в тоннажных количествах позволит организовать в Топливном дивизионе «Росатома» промышленное производство азота-15. В Генеральной схеме размещения объектов энергетики России до 2042 года предусмотрено строительство семи серийных энергоблоков большой мощности с реакторами на быстрых нейтронах.
Россия является одним из мировых лидеров в разработке технологий IV поколения. На Белоярской АЭС начались предпроектные работы по сооружению энергоблока БН-1200М, а в Томской области создается уникальный опытный демонстрационный энергокомплекс с реактором БРЕСТ-ОД-300 и пристанционным замкнутым ядерным топливным циклом.