Testy paliwa jądrowego odpornego na awarie
Firma Framatome opracowała nowy typ paliwa o zwiększonej odporności na awarie (accident-tolerant fuel – ATF). Jest ono obecnie testowane w laboratorium Idaho National Laboratory (INL). Departament Energii USA (DOE) planuje komercjalizację paliwa ATF do 2025 roku.
Obecnie testowane są dwa rodzaje nowego paliwa: z koszulkami powlekanymi chromem – zaprojektowane w celu ochrony paliwa przed uszkodzeniem i utlenianiem się w wyższych temperaturach oraz zawierające pastylki UO2 domieszkowane chromem, które będą bardziej odporne na warunki awaryjne. Dwadzieścia sześć miniaturowych prętów paliwowych jest testowanych w specjalnej pętli reaktora badawczego Advanced Test Reactor (ATR), która imituje warunki pracy chłodziwa w lekkowodnych reaktorach komercyjnych. ATR może szybko badać proces starzenia się próbek paliwa, uzyskując w przeciągu kilku miesięcy podobne uszkodzenia do tych, które są spowodowane kilkuletnim oddziaływaniem neutronów. Dane dotyczące zachowania się i stanu paliwa posłużą następnie komisji dozoru jądrowego do wydania decyzji o jego dopuszczeniu do stosowania w reaktorach energetycznych.
Badania będą trwać do stycznia 2021 roku. Pręty testowe będą uzupełniane o nowe rodzaje paliwa, które jest opracowywane w ramach programu ATF, prowadzonego przez DOE. Paliwo będzie następnie przechodzić kolejne testy w Transient Reactor Test Facility, aby określić ich graniczne wartości bezpiecznej eksploatacji.
Paliwa ATF wykorzystują zaawansowane materiały na koszulki paliwowe oraz pastylki paliwowe o nowej konstrukcji w celu zwiększenia bezpieczeństwa pracy w sytuacjach awaryjnych. Ma to zapewnić jego przetrwanie w warunkach utraty chłodziwa w rdzeniu reaktora przez dłuższy okres niż paliwo stosowane obecnie, a także zwiększyć istniejący margines bezpieczeństwa dla elektrowni jądrowych. Paliwa te mogą również poprawić wydajność istniejących elektrowni jądrowych poprzez wydłużenie okresu pomiędzy konieczną wymianą i przeładunkiem paliwa (kampanii reaktora).
Framatome jest jedną z trzech firm, obok Global Nuclear Fuel (GNF) i Westinghouse, które biorą udział w programie wdrażania paliw ATF, prowadzonym przez DOE. Został on uruchomiony po awarii w elektrowni jądrowej Fukushima Daichi w 2011 roku i ma na celu wprowadzenie zaawansowanego paliwa na rynek komercyjny do roku 2025. Tempo prac jest wysokie, tak aby paliwo to mogło być wykorzystane przez istniejącą flotę reaktorów, których dopuszczalny okres eksploatacji upływa w latach 2030.
Zestawy testowe paliwa ATS opracowanego przez GNF – IronClad i ARMOR, zostały załadowane w marcu br. do reaktora w bloku nr 1 elektrowni jądrowej Hatch, która należy do Nuclear Operating Company.
Paliwo ATS opracowane przez Westinghouse – EnCore, ma zostać wprowadzone na początku 2019 roku do bloku nr 2 elektrowni jądrowej Byron, należącej do
Exelon.
World Nuclear News
