俄羅斯研制開發采用液態金屬襯層的創新型OS-5氮化物燃料組件,可提升快中子反應堆運行效率與安全性,為BN-1200M及閉式燃料循環奠定技術基礎。
OS-5燃料組件的制造是一項大型工作計劃的一部分,旨在提高BREST-OD-300快中子反應堆所用鈾钚混合氮化物(SNUPP)核燃料的效率。自2014年以來,Rosatom一直在BN-600反應堆中進行SNUPP燃料的試點工業運行,并對輻照后的燃料元件進行堆后研究。
Bochvar研究所副所長Mikhail Skupov表示,“BREST-OD-300首爐燃料的第一代SNUPP燃料已通過驗證,其燃耗可達重原子的6%。我們的目標是逐步將燃耗深度提高到平均值12%。為了在BN-600反應堆中試驗SNUPP燃料的最大極限參數,我們的科學家已經應用了許多非標準的創新解決方案,例如輻照組件中的特殊可移動容器。帶有液態金屬襯層的OS-5燃料元件是一種革命性的技術解決方案,也是快堆氮化燃料發展的又一重要步驟。正是有了這種組件,我們才有望實現未來快堆燃料的設計目標指標。”。
BREST-OD-300快堆是Rosatom突破(Proryv)項目的組成部分,旨在實現閉式核燃料循環。這座30 MWe機組將成為Siberian化工聯合園區試點示范能源綜合體的核心設施。該綜合體將通過鈾钚混合氮化物核燃料制備/再制備裝置及乏燃料后處理設施,在廠址示范閉式核燃料循環技術。
示范裝置的初期運行將以性能為重點,約10年后以商業為導向。按照計劃,如果300 MWe(700 MWt)機組取得成功,隨后將推出1200 MWe(2800 MWt)的型號BN-1200,現在被稱為BN-1200M。
與此同時,Rosatom宣布位于Krasnoyarsk Krai地區Zheleznogorsk的采礦與化學聯合企業(MCC)已被確定為BN-1200M快中子反應堆MOX燃料工業生產的優先工廠。
選擇MCC是由于該公司在確保Beloyarsk核電站運行的BN-800快中子反應堆的MOX燃料實現有節奏供應方面擁有成功經驗。
BN-1200M反應堆的建設準備工作已在Beloyarsk核電站啟動。2025年計劃啟動該廠MOX燃料生產新廠區建設的設計文件編制工作,預計于2026年開展設施許可認證。為確保反應堆的物理啟動,首批滿載反應堆初始裝料量的MOX燃料組件計劃于2033年交付使用。
鈉冷BN系列快堆是Rosatom突破項目的一部分,該項目旨在開發具有閉式燃料循環的快堆,其混合氧化物(MOX)燃料將被后處理和循環利用。除了1980年開始運行的Beloyarsk 3號機組的BN-600反應堆外,Beloyarsk 4號機組789 MWe的BN-800快堆也于2016年10月投入商業運行。這些是為更大型的BN-1200反應堆提供燃料和設計特征的示范機組,BN-1200反應堆將成為Beloyarsk核電站的5號機組。