УДК 621
Арапов Михаил Сергеевич – студент магистратуры Института международных отношений Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».
Аннотация: Цель магистерской диссертации заключается анализе научно-технической деятельности в сфере атомной энергетики, выявлении основного вектора развития начальной стадии ядерного топливного цикла (ЯТЦ) и основных видов толерантного ядерного топлива на основе материалов конференций «Global» и «Top Fuel». Проведен анализ тематик выбранных конференций с использование программного обеспечения для выявления наиболее популярных направлений в сфере НС ЯТЦ и в особенности в развитии толерантного топлива. По итогам проведенного анализа выявлено, что наиболее популярным направлением докладов является тематика толерантного топлива.
Ключевые слова: атомная энергетика, толерантное топливо, ядерный топливный цикл.
Одно из ключевых направлений развития конструкций топлива – создание толерантного к авариям топлива. Целью внедрения такого топлива является повышение безопасности эксплуатации АЭС. После аварии в марте 2011 года на АЭС «Фукусима» по всему миру были проведены стресс-тесты и запущена глобальная программа по разработке комплекса мер для повышения безопасности эксплуатации АЭС. Именно авария на «Фукусиме» послужила сигналом к активизации НИР по разработке оболочек и топлива, устойчивого к авариям. Все ключевые производители ЯТ, начиная примерно с 2012 года, интенсивно работают над созданием толерантного топлива. В рамках каждой программы разработаны краткосрочные и долгосрочные мероприятия. В качестве краткосрочного (от года до 10 лет) рассматривается разработка новых покрытий, а в долгосрочной перспективе – замена циркония альтернативными материалами.
Краткосрочные решения в основном предусматривают нанесение хромового покрытия на существующие сплавы. Также разрабатываются Fe-Cr-Al покрытия – это сплав железа, хрома и алюминия с различными легирующими добавками.
Долгосрочные решения рассматривают замену циркония материалами, полностью исключающими пароциркониевую реакцию. Это сплавы на основе железа, керамики, карбид кремния.
Наибольший рост интереса выявлен к тематике толерантного к авариям топлива. Это обусловлено прежде всего необходимостью избежать аварий, подобных той, что произошла на АЭС Фукусима, обеспечить максимальную безопасность атомной энергетики в целом. Тематика ATF за рассматриваемую декаду выросла с 0 докладов в 2010 до практически до 1/3 представляемых докладов в 2019 году.
Результаты проведенной работы позволяют утверждать, что среди направлений развития толерантного топлива наиболее часто рассматриваемым и представляемым на конференциях является оболочка из карбида кремния SiC, количество докладов по которой продолжает стабильно расти, начиная с 2013 года. Подтверждением данного утверждения является так же тот факт, что исследования и тестирования данного вида толерантного топлива ведутся такими компаниями как Westinghouse, Framatome, АО «ТВЭЛ» а также ведущими национальными лабораториями. Несмотря на это компания GNF, которая специализируется на работе с реакторами типа BWR в первую очередь делает ставку на образце толерантного топлива, в котором используется сплав фехраля FeCrAl для оболочки твэла.
Список литературы