Компания Framatome завершила разработку основного компонента инновационного монолитного молибден-уранового (U-Mo) топлива для исследовательского реактора FRM II в Техническом университете Мюнхена (TUM). Местные политики в Баварии одобрили планы по переводу реактора на использование топлива с меньшими характеристиками обогащения урана.
Инновационное топливо U-Mo разрабатывается Научно-инновационной лабораторией CERCA компании Framatome в г. Романс-сюр-Изер во Франции в сотрудничестве с университетом, который заключил контракт с Framatome в 2019 г. на разработку технологии производства фольги U-Mo в поддержку существующей технологии заключения фольги в оболочку из алюминия. CERCA является дочерним предприятием Framatome по производству топливных элементов для исследовательских реакторов.
Представители Framatome заявили, что они разработали основной компонент высококачественного топлива U-Mo, изготовили его прототип, утвердили процедуру аттестации, установили опытно-промышленную линию в рекордные сроки и в рамках выделенного бюджета. В настоящее время изготовлены первые образцы фольги U-Mo, и облучение первой пластины прототипа монолитного топлива U-Mo запланировано на сентябрь.
«Создание инноваций для безопасной и надежной работы исследовательских реакторов лежит в основе того, что мы делаем каждый день, – сказал Франсуа Гоше, вице-президент CERCA в Framatome. – Разработка такого сложного топлива при одновременном развитии знаний, полезных для будущего производства, была важной задачей».
Реактор FRM II мощностью 20 МВт(т), находящийся в эксплуатации с 2005 г., является одним из самых эффективных и современных источников высокого потока нейтронов в мире. Реактор используется не для выработки электроэнергии, а в качестве источника нейтронов для промышленных и научных целей. Полученные в нем нейтроны также используются для производства медицинских радиоизотопов и для легирования высокочистого кремния для полупроводниковой промышленности, реактор снабжен установкой для телетерапии злокачественных опухолей с использованием быстрых нейтронов.
Однако в настоящее время FRM II использует топливо 235U с обогащением более 95 % для создания плотного потока нейтронов. Использование такого высокообогащенного урана (ВОУ) влечет за собой риск распространения ядерного оружия. Университет TUM договорился с властями Федеративной Республикой Германии и Баварии, которые финансируют реактор, о переводе реактора на топливо с более низким обогащением, когда подходящее топливо будет доступно. Это условие также содержится в лицензии на эксплуатацию реактора, которая была выдана в 2003 г.
По информации TUM, монолитное топливо U-Mo является единственным видом топлива, которое может позволить реактору выполнять его функции при использовании топлива с низким обогащением – менее 20% 235U. Это стало возможным благодаря высокой плотности урана в топливе, сообщили в Framatome.
Исследователи TUM в 2022 г. завершили независимо подтвержденные расчеты, чтобы продемонстрировать, что перевод реактора на использование такого топлива будет теоретически возможен, если будут созданы основы для соответствия государственным нормативным требованиям о прекращении будущего использования ВОУ в реакторе FRM II. Этот план в настоящее время получил одобрение баварского министерства.
Министр науки Баварии Маркус Блюме сообщил, что эксплуатация «самого мощного исследовательского реактора Германии с самым передовым низкообогащенным топливом» обеспечит возможности для безопасного исследования нейтронов в будущем. «Мы осознаем, что активно проводимые исследования и открытость в отношении таких технологий без идеологических шор – необходимые условия для создания надежного и безопасного будущего», – сказал он.
Президент TUM Томас Хофманн заявил, что университет «удовлетворен положительной реакцией со стороны политиков», добавив, что исследовательский реактор является «уникальным инструментом» для науки.
На эксплуатацию FRM II не повлияло принятое ранее в этом месяце решение Германии прекратить коммерческое использование атомной энергетики для выработки электроэнергии.