В "Росатоме" создали инновационное ядерное топливо для быстрых атомных реакторов нового поколения
Специалисты "Росатома" создали инновационное ядерное топливо, которое повысит эффективность эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах, необходимых для развития атомной энергетики. Об этом пресс-служба топливного дивизиона российской атомной госкорпорации во вторник, 16 сентября 2025 года.
В топливном дивизионе "Росатома" "ТВЭЛ" изготовили и успешно испытали тепловыделяющую сборку ОС-5 – экспериментальный элемент ядерного топлива нового поколения. Впервые под стальную оболочку твэла (топливный стержень) был помещен слой жидкого металла – натрия. Он обволакивает топливные таблетки из смеси урана и плутония, создавая дополнительную защиту.
Основой сборки стало СНУП-топливо. Это смешанное нитридное уран-плутониевое топливо, где делящийся материал представлен не в виде оксидов (как в большинстве действующих АЭС), а в форме нитрида – соединения с азотом. Такая технология обеспечивает более высокую теплопроводность и компактность топлива, что повышает его эффективность и надежность.
Использование жидкометаллического подслоя позволяет снизить температуру топливных таблеток и уменьшить их распухание в процессе работы реактора. Это важно, поскольку избыточное давление топливных таблеток на оболочку твэла может привести к их разгерметизации. Новый подход снижает риск аварий и повышает срок службы топлива.
ОС-5 разрабатывалась для реакторов четвертого поколения. Это энергосистемы будущего, которые должны быть безопаснее, экономичнее и производить меньше радиоактивных отходов. Инновационная сборка предназначена для реактора БРЕСТ-ОД-300, строящегося в Северске Томской области. Этот реактор относится к типу быстрых реакторов – установок, где вместо воды в качестве теплоносителя используется жидкий металл (натрий или свинец). Их ключевое преимущество – способность вырабатывать больше топлива, чем они потребляют, и перерабатывать долгоживущие радиоактивные элементы.
Ученые отмечают, что первое поколение СНУП-топлива обеспечивало выгорание около 6% тяжелых атомов. Цель ближайших лет – удвоить этот показатель до 12%. Для испытаний в действующем реакторе БН-600 на Белоярской АЭС были созданы специальные контейнеры, которые позволяют тестировать новые типы твэлов в условиях реальной эксплуатации. ОС-5 стала ключевым шагом на пути к достижению проектных параметров для быстрых реакторов будущего.
"Нитридное топливо более плотное и потенциально экономичнее традиционного оксидного. Оно изначально создавалось для реакторов со свинцовым теплоносителем – таких, как БРЕСТ-ОД-300, а в перспективе БР-1200. Но его можно использовать и в натриевых реакторах БН-1200М. Опыт эксплуатации покажет, какая технология окажется более жизнеспособной", – сообщил старший вице-президент по научно-технической деятельности АО "ТВЭЛ" Александр Угрюмов.
Сегодня в обычных реакторах используется лишь около 1% урана, остальное уходит в отходы. Быстрые реакторы с нитридным топливом способны замкнуть топливный цикл: производить энергию и параллельно дожигать опасные элементы.