Представьте, что вы кладёте в печку дрова, а вместо золы там появляются новые дрова? Фантастика? Нет, в атомной энергетике это возможно! Разработки в области повторного применения ядерного топлива проводятся одновременно в нескольких странах. Наиболее значимых результатов в разработке возобновляемого топлива достигли российские учёные.
По мнению специалистов, в производстве ядерного топлива для АЭС отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) может играть не меньшую роль, чем добываемый из недр земли уран. Так, МОКС-топливо — смесь обеднённого урана, который является «субпродуктом» обогащения урана, и плутония, который образуется из урана при работе реактора, успешно начала использоваться в реакторе на быстрых нейтронах БН-800 на Белоярской АЭС. В 2022 году энергетики планируют полностью перевести на это топливо блок БН-800.
Но учёные идут дальше: сегодня идёт активная разработка и испытания другого вида возобновляемого ядерного топлива, уже для водо-водяных реакторов (ВВЭР). Почему это важно? Потому, что реакторы ВВЭР составляют значительную часть «парка» атомной энергетики мира, а значит количество потенциальных «потребителей» возобновляемого топлива многократно увеличивается. Речь идёт о РЕМИКС-топливе (от англ. REMIX, regenerated mixture), в композицию которого входит смесь регенерированного урана и плутония, получаемая при переработке ОЯТ, и небольшое количество обогащённого урана.
В отличие от МОКС-топлива, РЕМИКС-топливо может использоваться в действующих ВВЭР-реакторах без необходимости вносить какие-либо изменения в конструкцию и дополнительных мер по обеспечению безопасности.
««В атомной энергетике существуют два основных топливных цикла: разомкнутый, то есть открытый, и замкнутый, то есть закрытый», — говорит Сайрам Игамов, физик-ядерщик, заместитель директора по науке и инновации Ташкентского филиала НИЯУ МИФИ. — Чем они отличаются? В первом случае, отработавшее ядерное топливо (ОЯТ), то есть топливные элементы, извлекаемые из реактора после их отработки, воспринимаются как радиоактивные отходы и отправляются на захоронение. Во втором случае, ОЯТ рассматривается как ценное сырье. Замкнутый топливный цикл – это одна из больших целей, к которой стремятся атомщики всего мира. С моментом полного перехода на замкнутый топливный цикл мир может получить доступ к энергоресурсам, которых хватит на несколько тысяч лет, а накопленные запасы ОЯТ могут быть переработаны».
В настоящее время РЕМИКС-топливо проходит испытания, которые ведутся с 2016 года на базе реактора ВВЭР-1000 на третьем энергоблоке Балаковской АЭС в Саратовской области. В России производство РЕМИКС-топлива планируется открыть на предприятии Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» — Сибирском химическом комбинате.
«С разработкой РЕМИКС-топлива атомщики делают еще один большой шаг на пути к решению проблемы с энергоресурсами, — комментирует С. Игамов. — Ведь с переходом на промышленное производство этого вида топлива перед атомными электростанциями открывается еще один выгодный источник топлива. Технология РЕМИКС-топлива привлекательна тем, что позволяет максимально задействовать ресурсы теплоэлементов ОЯТ и достаточно комфортна для интеграции в систему уже действующих ВВЭР-реакторов. Это расширяет перспективы перед всеми АЭС с реакторами ВВЭР, включая те, которые сейчас находятся в планах или на этапе строительства, в том числе и будущей АЭС в Узбекистане».
Преимуществом РЕМИКС-топлива является не только то, что в его производстве используется ОЯТ, накопленное за годы эксплуатации АЭС. Для атомной энергетики это означает снятие зависимости от добычи ископаемых ресурсов, решение вопроса с хранением ОЯТ, а также развитие экологически чистого источника производства электроэнергии.
