近日，隸屬于Rosatom(俄羅斯原子能公司)科學(xué)部門的季米特洛夫格勒核反應(yīng)堆研究所在 MIR.M1 研究堆中，首次測(cè)試了含有約5%鈾235同位素的 VVER 反應(yīng)堆核燃料，并且該燃料使用了可燃中子吸收劑鉺進(jìn)行濃縮。

目前，全球主要核電機(jī)組所使用的核燃料中，鈾235同位素的濃縮度普遍低于5%，主要在3%-4.95%的范圍內(nèi)，這符合國際燃料標(biāo)準(zhǔn)高功率動(dòng)力堆的要求(快中子增殖堆、中小型發(fā)電廠和研究堆除外)。此次測(cè)試標(biāo)志著該項(xiàng)目對(duì)濃縮度超過5%的核燃料進(jìn)行階段性論證的第一步，具有重要的科研價(jià)值。

Rosatom的科學(xué)家表示，這種高濃縮度燃料的引入，對(duì)于提高核電的經(jīng)濟(jì)效益和核電站的競(jìng)爭力具有巨大潛力。具體而言，它有望將反應(yīng)堆的燃料壽命從目前的12-18個(gè)月延長至24個(gè)月，從而減少發(fā)電裝置的關(guān)閉頻率，降低用新鮮燃料替代輻照燃料的頻率，并產(chǎn)生更多電力。此外，通過減少每次加料所需的新鮮核燃料盒的數(shù)量以及潛在地增加反應(yīng)堆功率，還可以實(shí)現(xiàn)額外的經(jīng)濟(jì)效益。

MIR.M1研究堆設(shè)計(jì)了為期四年的輻照測(cè)試計(jì)劃，期間在Rosatom 燃料部門的Elektrostal機(jī)械工程廠中制造一個(gè)包含12個(gè)VVER-1000尺寸的鈾鉺燃料元件的實(shí)驗(yàn)組件，并首次將此類燃料裝入反應(yīng)堆。科學(xué)家指出，鉺比標(biāo)準(zhǔn)的釓更適合作為中子吸收劑，特別是在燃料循環(huán)超過18個(gè)月且濃縮度超過5%的情況下。MSZ在制造這些實(shí)驗(yàn)燃料棒時(shí)，借鑒了為RBMK反應(yīng)堆制造鈾鉺燃料的經(jīng)驗(yàn)。該測(cè)試結(jié)果將為開發(fā)VVER反應(yīng)堆的鈾鉺燃料批量生產(chǎn)技術(shù)提供助力，并驗(yàn)證其在俄羅斯核電站中應(yīng)用的合理性。

此次測(cè)試的結(jié)果將有助于開發(fā)一種用于 VVER 反應(yīng)堆的鈾鉺燃料批量生產(chǎn)技術(shù)，并證明這種燃料在俄羅斯設(shè)計(jì)的核電站中運(yùn)行的合理性。Rosatom 的技術(shù)專家 Alexander Ugryumov 表示，將鈾濃縮度提高到6%，甚至未來提高到7-8%，是全球趨勢(shì)，也是全球市場(chǎng)主要參與者正在努力的任務(wù)。他指出，考慮到現(xiàn)代 VVER 反應(yīng)堆堆芯有163個(gè)燃料組件，每個(gè)組件都含有超過500公斤的鈾，僅增加1%的濃縮度就已經(jīng)非常顯著。因此，進(jìn)一步優(yōu)化核電站的經(jīng)濟(jì)性可能需要跨越高功率熱反應(yīng)堆5%的鈾濃縮閾值。