Първите експериментални топлоотделящи сборки руско производство на базата на толерантното ядрено гориво са заредени в циркулационните кръгове на изследователския реактор МИР в Научно-изследователския институт за атомни реактори (гр. Димитровград) за провеждане на тестове. Дейността е в рамките на проекта на горивната компания на „Росатом“ – ТВЕЛ, за създаване и предлагане на пазара на руско толерантно ядрено гориво, което е устойчиво при тежки аварии.
Двете експериментални топлоотделящи сборки, изработени в Новосибирския завод за химически концентрати, се състоят от твелове типоразмер за ВВЕР и PWR с четири различни съчетания на материалите на облицовката и горивната матрица. Горивните таблетки са изработени както от традиционния уранов диоксид, така и от уран-молибденова сплав с усилена плътност и топлопроводимост. Като материали за облицовката на твеловете са използвани или циркониева сплав с хромово покритие, или хром-никелова сплав.
Всяка топлоотделяща сборка съдържа 24 твела с различни съчетания на материалите. В реактора МИР за горивните касети ще бъдат създадени условия, максимално близки до условията на експлоатация и параметрите на топлоносителите на реактори ВВЕР и PWR. Конструкцията на изследователския реактор позволява едновременно да се провеждат изследвания в отделни кръгове, което е особено важно предвид синхронните тестове на горивото за реактори с руски и чуждестранен дизайн.
„Изработването на експериментално толерантно ядрено гориво бе предшествано от мащабни дейности на учените и конструкторите от горивното подразделение на „Росатом“. Бяха проведени задълбочени изследвания на материалите, отработваха се нови технологии за нанасяне на покритията и контактното заваряване, успешно преминаха лабораторните тестове на образците. Изборът на конкретни материали е обусловен не само от проучванията, но и от многогодишния опит на руската атомна индустрия, защото някои от тях се използват успешно в конструкциите на горивото за изследователски реактори и в активните зони на енергийните и транспортните реактори“, отбеляза вицепрезидентът по научно-техническата дейност на ТВЕЛ Александър Угрюмов.
Първата фаза на реакторните тестове и следреакторните изследвания на толерантното гориво ще приключат през 2019 г. На базата на получените данни, предстои да се определи оптималното съчетание на материалите на обвивките, както и да се изчислят и валидират неутронно-физическите характеристики на активните зони на водо-водните реактори. Следващ важен етап ще бъде зареждането на опитни топлоотделящи сборки с отделни твелове толерантно ядрено гориво в енергиен реактор в някоя АЕЦ в Русия.
Толерантното ядрено гориво (Accident Tolerant Fuel) е ядрено гориво, което е устойчиво на тежки извънпроектни аварии в АЕЦ със загуба на топлоносител в реактора. Дори в случай на нарушения при отвеждането на топлината в активната зона, толерантното гориво трябва в рамките на достатъчно дълъг период да запази целостта си и да не предизвика пароциркониева реакция, при която се отделя водород. Въвеждането на противоаварийно гориво има ключово значение за извеждането на системната безопасност и надеждност на атомната енергетика на качествено ново ниво. В горивната компания на „Росатом“ – ТВЕЛ, научно-изследователските и опитно-конструкторските дейности за създаване на толерантното гориво се изпълняват и координират от Високотехнологичния научно-изследователски институт за неорганични материали „Акад. Бочвар“.
