Пути совершенствования ядерного топливного цикла

Основными направлениями совершенствования топливных циклов являются:

• увеличение энерговыработки на каждом энергоблоке;
• повышение эффективности использования топлива;
• возможность работы энергоблоков в маневренном режиме;
• проведение НИОКР в области совершенствования топлива.

Задача увеличения выработки электроэнергии на энергоблоках АЭС решается путем повышения эффективности использования мощностей (повышения КИУМ).

Переход к новым эффективным топливным циклам влечет за собой повышение требований к используемому топливу. Основными требованиями к современному топливу для АЭС являются следующие:

• увеличение эксплуатационного ресурса топлива до 6 лет;
• увеличение выгорания топлива;
• улучшение эксплуатационных свойств топлива, что позволит применять при формировании топливных загрузок эффективные схемы расстановки;
• увеличение уровня эксплутационной надежности для снижения возможных потерь от технических рисков.

По мнению Олега Сараева, возрастающая доля выработки электроэнергии на АЭС в энергетическом балансе и переход к либерализованному рынку электроэнергии потребует в ближайшие годы перевода части энергоблоков АЭС на работу в маневренном режиме. Такой режим эксплуатации, не использовавшийся раньше на АЭС, предъявляет и дополнительные требования к топливу и топливным циклам. Для этого должно быть разработано топливо, обладающее высокими эксплутационными характеристиками в условиях переменных нагрузок. Очевидно, что работа в циклическом режиме потребует и формирования новых гибких топливных циклов, позволяющих не снижать эффективность топливоиспользования.

Значительных усилий потребует и решение специальных задач, стоящих перед российской атомной энергетикой. Одна из них – использование рециклированного топлива, что в настоящее время уже делается на всех блоках РБМК. Опытная эксплуатация такого топлива ведется с 2002 года на энергоблоках №2 Калиниской АЭС и №2 Кольской АЭС.

Вторая задача - утилизация излишков оружейного плутония путем использования на АЭС наряду с урановым и МОКС – топлива. Предполагается начать эксплуатацию МОКС–топлива в 2008-2010 годах. По различным сценариям предполагается, что в эту программу будет вовлечено от 4 до 7 энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000 и реактор БН-600, что составит значительную часть мощностей атомной энергетики. Поэтому потребуются большие усилия в разработке топливных циклов с МОКС–топливом для легководных и быстрых реакторов. Разработчикам топливных циклов предстоит найти оптимальный вариант, позволяющий утилизировать максимальное количество плутония не снижая эффективность топливоиспользования.

Кроме того, Олег Сараев подчеркнул, что для решения проблемы ОЯТ и вывода объектов атомной энергетики из экплуатации, а также для решения проблем надежного и эффективного топливообеспечения широкомасштабной атомной энергетики, необходимо начать решение проблем по созданию замкнутого топливного цикла. При создании замкнутого ядерного топливного цикла и при использовании реакторов-бридеров в системе ядерной энергетики можно получить количество энергии, на порядок превышающее потенциал ресурсов газа и нефти. В этом случае атомная энергетика не только решает проблемы устойчивого развития, но и становится привлекательной для долговременных инвестиций. В качестве стратегической задачи обеспечения жизнеспособности атомной энергетики, ее конкурентоспособности и меньшей экологической опасности необходимо рассматривать ее будущее развитие в замкнутом ядерном топливном цикле.

В целом, развитие атомной энергетики включает в себя не только увеличение суммарной мощности АЭС и увеличение энерговыработки как с каждого энергоблока так и с единицы топлива, но и решение проблем, связанных с обеспечением ее топливом на длительную перспективу, обращения с ОЯТ и РАО, решение проблем безопасности всех элементов атомной энергетики.