První experimentální palivové kazety s tzv. palivem ATF (z angl. accident tolerant fuel) byly 28. ledna 2019 zavezeny do testovací smyčky výzkumného reaktoru MIR v institutu NIIAR (Dimitrovgrad), čímž začaly jejich reaktorové zkoušky. Práce probíhají v rámci projektu ruské korporace pro atomovou energii Rosatom na vývoj a komercionalizaci jaderného paliva odolného vůči těžkým haváriím.
Dvě experimentální palivové kazety byly vyrobeny v podniku NZCHK (součást Palivové společnosti Rosatomu TVEL) a obsahují proutky určené jak pro reaktory VVER, tak pro západní verze tlakovodních reaktorů. Tyto proutky mají celkem čtyři různé kombinace materiálu pokrytí a palivových tablet: Tablety byly vyrobeny jak z tradičního oxidu uraničitého, tak z uran-molybdenové slitiny s vyšší hustotou a tepelnou vodivostí. Jako materiál pokrytí byla použita zirkoniová slitina s chromovým povlakem, nebo slitina chromu a niklu.
Každá kazeta se skládá z 24 proutků s různými kombinacemi materiálů. V reaktoru MIR budou vytvořeny podmínky panující během provozu v reaktorech VVER a západních tlakovodních reaktorech, pro které ruský TVEL vyrábí palivo TVS-Kvadrat svého vlastního designu. Konstrukce výzkumného reaktoru umožňuje provádět měření ve dvou oddělených smyčkách, díky čemuž může být souběžně testováno palivo pro ruské i západní tlakovodní reaktory.
„Výrobě experimentálního tolerantního paliva předcházela rozsáhlá práce vědců a konstruktérů palivové divize Rosatomu. Probíhal detailní výzkum materiálů, ladily se nové technologie nanášení povlaků a odporového svařování a byly prováděny laboratorní zkoušky vzorků. Volba konkrétních materiálů nebyla dána jen výsledky výzkumu, ale vycházeli jsme také z mnohaletých zkušeností ruského jaderného průmyslu, protože některé ze zkoumaných materiálů jsou úspěšně používány v konstrukci palivových kazet pro výzkumné reaktory a v aktivních zónách reaktorů jaderných elektráren a jaderných plavidel,“ uvádí viceprezident pro vědecko-technickou činnost společnosti TVEL Alexandr Ugrjumov.
První fáze reaktorových zkoušek a následovné analýzy tolerantního paliva bude dokončena v roce 2019. Na základě získaných informací bude vybrána optimální kombinace materiálů palivového proutku a proběhnou výpočty neutronových parametrů aktivních zón tlakovodních reaktorů. Další důležitou etapou se stane zavezení palivových kazet s pilotními tolerantními proutky do reaktoru jedné z ruských jaderných elektráren.
Jako tolerantní palivo se označuje jaderné palivo, které je odolné vůči nadprojektovým haváriím jaderných elektráren spojených se ztrátou schopnosti chladit reaktor. Dokonce i v tomto případě musí tolerantní palivo vydržet dostatečně dlouhou dobu, aniž by byla porušena jeho těsnost a aniž by se rozběhla reakce rozkládající vodu na kyslík a vodík. Zavedení tolerantního paliva by posunulo bezpečnost a spolehlivost jaderných elektráren na zcela novou úroveň. V Palivové společnosti Rosatomu TVEL má na starosti výzkumné a konstrukční práce při vývoji tolerantního paliva výzkumný ústav VNIINM. (28.1.2019)