Компания BWXT начинает производство топлива TRISO для микрореактора США


Компания BWX Technologies (BWXT) от­метила знаменательное событие начала сооружения установки для производ­ства ядерного топлива TRISO (топлива на основе трехкомпонентного изотроп­ного оксикарбида урана), которое будет использовано для загрузки в первый микрореактор, построенный и эксплуа­тируемый в США. В мероприятии при­няли участие чиновники из Министер­ства обороны США (DOD), Министерства энергетики США (DOE), NASA и Национальной лаборато­рии Айдахо (INL).

Трехкомпонентное изотропное (TRISO) топливо содержит три слоя углеродных и керамических материалов, используемых в качестве оболочки для микросфер из низкообогащенного урана с повышенным уровнем обогащения (HALEU). Для покрытий характерны одинаковые свойства по всем направлениям. Частицы топлива, каждая размером с маковое зернышко, имеют обогаще­ние до уровня в четыре раза выше, чем топливо, используемое в большинстве современных коммерческих ядерных реакторах. Эти покрытия удерживают продукты деления, обеспечивая каждую частицу своей собственной системой контайнмента. Они также защищают топливо от факторов, которые больше всего ухудшают характеристики в обычных реакторах — нейтронного облучения, коррозии, окисления и высоких температур. В Министерстве энергетики США сооб­щили, что топливо TRISO является «самым надежным ядерным топливом на Земле».

В рамках контракта с INL в размере $37 млн компания BWXT изготовит активную зону реактора для проекта Pele, топливо TRISO для дополнительных реакторов и топливные частицы с покрыти­ем для NASA. INL управляет контрактом и обеспечивает техническую поддержку и надзор. Топ­ливо для реактора будет получено разбавлением высокообогащенного урана (ВОУ) из государ­ственных запасов для производства высокопробного низкообогащенного урана и будет перера­батываться в топливо TRISO на установке компании BWXT в Линчбурге, Вирджиния. Объекты BWXT являются единственными частными объектами США, имеющими лицензию на хранение и переработку ВОУ.

«Топливные частицы TRISO идеально подходят для следующего поколения реакторов, способных помочь нам в достижении целей нашей страны в области чистой энергии»,— сказала помощник министра энергетики США по ядерной энергетике доктор Кэтрин Хафф. — Чрезвычайно интересно видеть, что десятилетия инвестиций Министерства энергетики США в надежные показатели безопасности топлива TRISO окупаются за счет разработки самых инновационных передовых конструкций реакторов, которые будут развернуты в течение этого десятилетия».

Микрореактор проекта Pele предусмотрен для безопасного транспортирования в стандартных транспортных контейнерах. Микрореакторы предназначены для снижения потребности в уязви­мых поставках ископаемого топлива, которое используется американскими военными, а также в целях обеспечения электроэнергией для принятия мер по реагированию на чрезвычайные ситу­ации и восстановлению, выработки электроэнергии в отдаленных районах и для целенаправлен­ных усилий по декарбонизации.

«Отличаясь высочайшими характеристиками безопасности и производительности, пе­редовые виды ядерного топлива являются основным фактором для разработки реак­торных технологий следующего поколения», — сказал президент и генеральный дирек­тор BWXT Рекс Д. Геведен. — Мы чрезвычайно рады начать полномасштабное произ­водство TRISO для программы Pele и продолжить разработку аналогичной технологии ядерного топлива с покрытием для программ космических исследований с NASA. Эти разнообразные возможности BWXT являются результатом давнего партнерства с Наци­ональной лабораторией Айдахо Министерства энергетики США, и мы рады, что достиг­ли этого знаменательного события».

Директор лаборатории INL Джон Вагнер сказал: «Коммерческая линия производства топлива TRISO является кульминацией более чем 15-летней работы INL и других национальных лабораторий DOE в партнерстве с BWXT для создания и квалификации этого топлива с огромным потенциалом для использова­ния в микрореакторах, космических реакторах и прочих передовых концепциях реакто-ров. По мере того, как Соединенные Штаты неуклонно продвигаются к безуглеродному энергетическому будущему, ядерная энергетика становится важной частью этого пути. Проект Pele продемонстрирует жизнеспособность этого типа топлива, открыв двери для других передовых реакторов».

В июне компания BWXT Advanced Technologies объявила, что она была выбрана отделом страте­гических возможностей DOD (DOD SCO) для производства и поставки в INL прототипа микрореак­тора по проекту Pele. Топливо будет поставлено в лабораторию отдельно.

«Топливо TRISO способно годами обеспечивать безопасное и надежное снабжение безуглеродной энергией в режиме 24/7, являясь стратегически значимым для Минобо­роны, поскольку обеспечивает его энергетическую устойчивость и способствует дости­жению целей в рамках изменения климата», — сказал директор SCO Джей Драйер.

Компания BWXT расширила мощности для производства топлива с покрытием, благодаря упо­мянутому ранее финансированию из Фонда расширения мощностей по производству энергии DOD и NASA и управлению программами, предоставляемыми SCO. Помимо TRISO, BWXT также производит специальные виды топлива с покрытием для NASA в поддержку проекта по созда­нию ядерного ракетного двигателя Управлением космических технологий ведомства.

«Высокая эффективность и высокая тяга, обеспечиваемые ядерной двигательной уста­новкой, создают возможность для полетов человека на Марс», — сказал помощник ру­ководителя Управления космических технологий NASA Джеймс Л. Рейтер. — Развитие ядерного топлива и систем является основой для достижения наших целей по исследо­ванию Марса».

Новости Nuclear Engineering International, 13.12.2022