Компании «Framatome» и «Xcel Energy» подписали контракт на поставку топлива PROtect с улучшенной устойчивостью к авариям (enhanced accident tolerant fuel, EATF) и топлива ATRIUM 11 для АЭС «Монтичелло» (штат Миннесота).

Разработанное на основе традиционных топливных конструкций, топливо PROtect EATF компании «Framatome» более устойчиво к потере активного охлаждения в активной зоне реактора в течение более длительных периодов времени, поскольку его сниженный потенциал окисления увеличивает время восстановления рабочих характеристик реактора. В то же время это топливо обеспечивает улучшенные характеристики при нормальной эксплуатации, что позволяет операторам повысить гибкость и эффективность.

Впервые компания «Framatome» поставит прототип улучшенных аварийных твэлов в рамках своей программы по топливу PROtect EATF для реактора с кипящей водой (BWR). Это топливо будет загружено во время перерыва для перегрузки в 2021 г. Начиная с весны 2023 г. компания «Framatome» также начнет поставки для перегрузки топлива ATRIUM 11, своей усовершенствованной конструкции ядерного топлива для реактора BWR.

Специалисты компании «Framatome» постоянно совершенствуют конструкции топлива, чтобы предоставить клиентам технологии, которые поддерживают эффективную и надежную работу электростанций и помогают им достичь поставленных целей в области безуглеродной электроэнергии. В частности, этот контракт представляет собой расширение как технологий топлива PROtect, так и дальнейшую проверку конструкции топлива ATRIUM 11.

Компания «Xcel Energy» на восьмой АЭС переходит на конструкцию топлива ATRIUM 11, что подтверждает его эффективность и ценность для клиентов. Набор стержней 11×11, дополненный таблетками из оксида урана (UO₂) с добавлением хрома, позволяет операторам более гибко управлять установками в ответ на колебания энергопотребления, одновременно улучшая использование урана и эффективность установки, что приводит к снижению затрат.

АЭС «Монтичелло» мощностью 671 МВт принадлежит компании «Xcel Energy». АЭС производит около 10% электроэнергии для клиентов компании «Xcel Energy». Целью компании «Xcel Energy» является обеспечение к 2050 году 100% безуглеродного электричества.

Framatome, 24.3.2021

Базирующаяся в США компания «General Atomics Electromagnetic Systems» (GA-EMS) намерена сотрудничать с компанией «Framatome» в разработке своего быстрого модульного реактора (FMR) электрической мощностью 50 МВт с гелиевым охлаждением.

Сотрудники компании «Framatome» в США будут отвечать за проектирование нескольких критически важных конструкций, систем и компонентов для реактора FMR. Это сотрудничество основывается на давних отношениях с компанией «General Atomics», которые поддерживают развитие технологий ядерной энергетики для создания более чистого мира для будущих поколений. Обладая опытом и знаниями в области проектирования реакторных систем и компонентов для усовершенствованных и малых модульных реакторов, компания «Framatome» помогает воплотить это в жизнь.

Цель состоит в том, чтобы реактор FMR был построен на заводе и собран на месте, что поможет снизить капитальные затраты и позволит наращивать мощности. В конструкции реактора с газовым охлаждением используется гелиевый теплоноситель, что устраняет необходимость в графите, который обычно используется в других конструкциях с гелиевым охлаждением. Топливо реактора FMR оптимизировано для поддержки работы реактора в течение 9 лет до перегрузки топлива, и в системе не используются сложные парогенераторы и компенсаторы давления, что помогает снизить затраты.

Реактор FMR разработан для повышения безопасности и простоты эксплуатации с быстрым отслеживанием нагрузки и с общей высокой эффективностью. По заявлению компании «General Atomics», прямой гелиевый цикл Брайтона обеспечивает быстрый отклик сети со скоростью нарастания мощности до 20% в минуту для следования за нагрузкой и высокой общей эффективностью 45% при нормальной работе.

Компания «General Atomics» намерена сотрудничать с компанией «Framatome» в разработке безопасного, экономичного и масштабируемого ядерного реактора. Две компании объединяет более 100 лет совместного опыта в развитии передовых ядерных технологий, чтобы помочь обеспечить будущие потребности США в чистой энергии.

Демонстрацию реактора FMR, которая подтвердит проектирование, производство, строительство и работу технологии, планируется завершить в начале 2030-х годов. Коммерческое развёртывание ожидается в середине 2030-х годов.

Nuclear Engineering International: News, 14.10.2020

Испытательные сборки топлива, устойчивого к авариям (accident-tolerant fuel, ATF), установленные в блоке АЭС «Хатч-1» компании «Southern Nuclear» в начале 2018 г., прошли 24-месячный топливный цикл. Далее будут проходить испытания образцов испытательных стержней.

Блок АЭС «Хатч-1» был введен в действие 4 марта 2018 г. после загрузки испытательных сборок с использованием оболочки из железа, хрома и алюминия. Покрытие топлива известно как IronClad, а конструкция покрытия оболочки цирконием известна как ARMOR. По сообщению корпорации-поставщика «Global Nuclear Fuels» (GNF), материал IronClad разработан для обеспечения стойкости к окислению и хорошего поведения материала в широком диапазоне условий с низкими скоростями окисления при более высоких температурах, что еще больше повышает допустимые пределы безопасности.

На блоке АЭС «Хатч-1» были установлены два варианта материала IronClad, один в форме топливного стержня, но не содержащий топлива, а другой был в виде твердого стержневого сегмента. Испытательные сборки IronClad являются первыми, разработанными в рамках программы Министерства энергетики США по усовершенствованному топливу, адаптированному к аварийным ситуациям, для установки в коммерческий ядерный реактор. Покрытие ARMOR применяется для стандартного топливного стержня с циркониевым покрытием. Материал IronClad обеспечивает улучшенную защиту от обломков и большую стойкость к окислению по сравнению со стандартной циркониевой оболочкой.

Во время недавнего планового технического обслуживания и перегрузки топлива операторы перенесли образец испытательных стержней из активной зоны блока АЭС «Хатч-1» в бассейн для отработавшего топлива. Первоначальный осмотр стержней уже завершен. Материал и покрытие стержней будут дополнительно оценены в Ок-риджской национальной лаборатории. Данные, полученные в результате этого анализа, будут использоваться компаниями «Southern Nuclear» и GNF для руководства дальнейшим развитием технологий топлива ATF и предоставления информации для рассмотрения процесса лицензирования Комиссией ядерного регулирования США.

Первоначальные проверки подтвердили, что топливо работало так, как было предусмотрено, и ожидается, что этот успех и данные поставщиков топлива будут использованы для дальнейшего развития этой инновационной технологии. Компания «Southern Nuclear» будет продолжать искать решения в отношении усовершенствованного топлива, которые повышают производительность и надежность действующих АЭС и обеспечивают безопасность и здоровье потребителей и сотрудников.

На АЭС «Клинтон» компании «Exelon» также были установлены испытательные сборки, используемые компанией GNF, с циркониевой оболочкой с покрытием ARMOR и устойчивое к авариям топливо с покрытием IronClad.

Компания GNF является совместным предприятием компаний GE и «Hitachi» и работает в основном через компанию «Global Nuclear Fuel-Americas» в Уилмингтоне (штат Северная Каролина) и компанию «Global Nuclear Fuel-Japan Co.» в Курихама в Японии.

Компании «Framatome» и «Westinghouse» также разрабатывают концепции топлива ATF с помощью финансирования Министерства энергетики.

World Nuclear News, 26.2.2020

Компания «Framatome» подписала контракт на завершение первого крупномасштабного цифрового обновления существующих электромеханических защитных реле безопасности и не связанных с безопасностью на АЭС США. Защитные реле — это устройства, предназначенные для обнаружения нежелательных электрических состояний и инициирования одного или нескольких действий для защиты электрических распределительных активов и сопутствующего оборудования.

Переход от электромеханической к современной технологии реле с цифровой защитой для электрических распределительных систем поддерживает продление лицензий на эксплуатацию АЭС и позволяет компаниям повышать гибкость своих установок и снижать затраты в течение жизненного цикла.

Компания «Framatome» стремится предоставлять инновационные решения, которые поддерживают долгосрочную эксплуатацию ядерных реакторов в Северной Америке. Эти достижения имеют жизненно важное значение для обеспечения того, чтобы АЭС продолжали обеспечивать производство надежной, безуглеродной электроэнергии для домов и предприятий по всей стране.

К концу 2022 г. компания «Framatome» обеспечит проектирование, квалификацию, изготовление, посвящение в коммерческий класс, испытания, документацию и поставку новых сменных вакуумных выключателей среднего напряжения, числовых защитных реле и панелей реле передних дверей.

Компания «Framatome» также предоставит сертификацию сменных выключателей для технического обслуживания и продления срока службы (Maintenance Interval and Life Extension Solutions, MILES). Эта сертификация увеличивает интервал профилактического обслуживания выключателей до 14 лет и является первой в отрасли комплексной программой, демонстрирующей долговременную надежность выключателя посредством испытаний, оценки и использования усовершенствованных компонентов выключателя.

Framatome, 17.02.2020

Компания «Framatome» сотрудничает с компанией «General Atomics» для исследования применения карбида кремния в конструкциях ядерного топлива для реакторов с кипящей водой (BWR). Усовершенствованные конструкции ядерного топлива с использованием карбида кремния в топливном канале повысят безопасность и топливную эффективность работы АЭС. Компания «Framatome» проводит это исследование в рамках своей программы  по усовершенствованному противоаварийному топливу PROtect (enhanced accident tolerant fuel, EATF).

Сотрудничество с компанией «General Atomics» – это еще один пример стремления компании «Framatome» к совершенству в работе за счет привлечения отраслевых экспертов для совершенствования современных конструкций топлива. Отрасль извлекает выгоду из исследований и инноваций, основанных на обширном и разнообразном опыте, необходимом для поддержки конкурентоспособного производства электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода.

Компании «Framatome» и «General Atomics» будут испытывать материалы на основе карбида кремния для применений в топливных каналах, чтобы облегчить удаление приблизительно 40% металлического циркония в топливных конструкциях реактора BWR.

Карбид кремния может заменить сплавы циркония без вредного влияния на эффективность использования топлива. В то же время он обеспечивает значительную стойкость к температуре и окислению, что значительно снижает количество водорода, который может образоваться в случае тяжелой аварии. В результате ожидается, что карбид кремния обеспечит значительное снижение риска и повышение безопасности топлива реактора BWR.

Компания «General Atomics» вместе с компанией «Framatome» может исследовать новые применения композита SiGATM с карбидом кремния. Компания «General Atomics» ожидает вывода этого важного продукта на рынок, помогая улучшить производительность и экономичность реакторов по всему миру.

В 2019 г. компания «Framatome» поставила топливные сборки с технологиями PROtect EATF для двух реакторов в США и одного европейского реактора. Эти сборки включали в себя оболочку с покрытием из хрома и гранулы с улучшенным содержанием хрома.

Nuclear Power Daily, 21.02.2020

Компания «Tennessee Valley Authority» (TVA) заключила с компанией «Framatome» несколько многомиллионных контрактов на работу в реакторном парке компании. Это включает в себя производство топлива для АЭС «Браунс-Ферри», модернизацию оборудования для перемещения топлива и замену парогенератора на АЭС «Уоттс-Бар».

Многолетние отношения компании «Framatome» с компанией TVA — это результат опыта и стремления американских и глобальных команд обеспечить превосходство во всем, что они делают. Компания «Framatome» рада расширить сотрудничество с компанией TVA и поддержать предоставление эффективной, надежной и низкоуглеродной электроэнергии жителям и предприятиям в долине Теннесси.

Компания «Framatome» предоставит современное топливо ATRIUM 11 для трех реакторов с кипящей водой на АЭС «Браунс-Ферри», причем первое использование запланировано на 2023 г. Этот контракт делает компанию TVA третьей в США для перехода на конструкцию топлива ATRIUM 11.

Топливо ATRIUM 11 помогает компаниям экономить средства за счет более эффективного использования урана в ядерном топливе. Топливо также позволяет операторам эксплуатировать установки с большей гибкостью, так как спрос колеблется, а другие источники обеспечивают производство электроэнергии. Топливо будет производиться на заводе компании «Framatome», который недавно отметил 50-летие и расположен в Ричленде (штат Вашингтон).

Компания «Framatome» также модернизирует оборудование для обработки топлива на АЭС «Браунс-Ферри», «Секвойя» и «Уоттс-Бар» в ускоренном режиме, что экономит время и средства. Эта работа включает в себя модернизацию мостов для перегрузки топлива на АЭС «Браунс-Ферри», кранов-манипуляторов на блоках АЭС «Секвойя» и «Уоттс-Бар-1», а также систем перемещения топлива на АЭС «Уоттс-Бар». Ранее компания «Framatome» модернизировала системы перемещения топлива на АЭС «Секвойя». Компания также заменит мосты для отработавшего топлива на АЭС «Секвойя» и «Уоттс-Бар».

Кроме того, предприятие SGT, совместное предприятие компаний «Framatome» и AECOM, заменит четыре парогенератора на блоке АЭС «Уоттс-Бар-2». На АЭС парогенератор играет важную роль в производстве электроэнергии. Он преобразует воду в пар, используя тепло, выделяемое в активной зоне реактора. Этот пар приводит в движение турбины, которые вырабатывают электроэнергию.

На АЭС «Браунс-Ферри» компании TVA работают три реактора с кипящей водой. На АЭС «Секвойя» и «Уоттс-Бар» действуют два реактора с водой под давлением. В совокупности эти АЭС вырабатывают достаточное количество электроэнергии для обеспечения более 4,5 млн домов и предприятий.

Источник: Nuclear Power Daily, 4.02.2020

В активную зону реактора АЭС «Клинтон» загружены опытные сборки с образцами устойчивого к авариям (толерантного) топлива проектов ARMOR и IronClad компании «Global Nuclear Fuel» (GNF).

Одноблочная АЭС «Клинтон» мощностью 1098 МВт с кипящим водяным реактором расположена в штате Иллинойс и управляется компанией «Exelon Generation». Загруженные в ее активную зону опытные сборки IronClad включают три разновидности, и это первые топливные сборки с оболочкой твэла на основе ферритовой стали, установленные в активной зоне коммерческого реактора. Не содержащие топлива опытные твэлы IronClad были загружены в активную зону на АЭС «Хатч» в штате Джорджия в 2018 г. Оболочка топливной сборки IronClad изготовлена из сплава железо-хром-алюминий.

Конструкции топлива ARMOR и IronClad были разработаны в рамках программы по толерантным топливам Министерства энергетики (МЭ), начавшейся в 2012 г. Программа нацелена на разработку новых оболочек твэлов и материалов топливных элементов, которые могли бы лучше переносить потерю теплоносителя в активной зоне, сохраняя или даже улучшая при этом эксплуатационные и экономические характеристики топлива во время нормальных режимов эксплуатации АЭС.

Разработанные компанией GNF решения для топливных оболочек сборки IronClad обеспечивают существенную сопротивляемость к окислению и превосходное поведение материала по сравнению с предыдущими решениями. Низкие скорости окисления материала при более высоких температурах еще больше раздвигают границы безопасных режимов эксплуатации АЭС.

В то же время, циркониевая оболочка с покрытием ARMOR обеспечивает топливным стержням повышенную защиту от такого негативного явления как поверхностный износ с образованием обломков, что также расширяет границы безопасности и абразивную стойкость.
Компания GNF производит топливные сборки на своем предприятии в Уилмингтоне, штат Северная Каролина.

Помимо компании GNF, по программе толерантных топлив МЭ работает также с компаниями «Framatome» и «Westinghouse». Задачей МЭ является вывод на рынок этого топлива, чтобы к 2025 г. можно было развернуть его использование в коммерческих реакторах.

Источник: Nuclear Engineering International: News, 15.01.2020

Компания «Framatome» получила шесть патентов за инновации, которые решают уникальные задачи в ядерной энергетике. Патенты охватывают изобретения, направленные на повышение безопасности и эксплуатационных качеств на объектах ядерной энергетики.

Эксперты компании «Framatome» по топливу получили три патента за работу по поддержке высокоэффективного, более безопасного топлива.

• Пластина для дистанционирующей решетки ядерной топливной сборки. Эта пластина дистанционирующей решетки состоит из конструкции интегрированной пружины и зубчатой передней кромки. Эти особенности улучшают характеристики топлива, уменьшая риск попадания обломков в пространство, снижая коррозию и поглощение нейтронов.
• Композитная оболочка топливного стержня. В этой инновационной оболочке используются слои керамического волокна на внешней поверхности и внутри оболочки топливного стержня для лучшей, более безопасной и более эффективной работы установки.
• Оболочка топливного стержня, включающая слои металлического наноматериала. Эта технология предусматривает покрытие топливного стержня одним или несколькими слоями наноматериала. Во время обычной работы этот метод повышает износостойкость топлива за счет уменьшения подверженности истиранию обломками, что является одной из наиболее распространенных проблем с топливом в реакторе с водой под давлением. Кроме того, покрытие с повышенной термостойкостью снижает или задерживает окисление стержней во время аварийных ситуаций.

Эксперты в подразделения компании «Framatome», которое работает над повышением доступности и конкурентоспособности ядерных установок во всем мире, также получили три патента.

• Штыревой зажим кронштейна конца распределительного устройства для питательной воды реактора с кипящей водой. Этот предварительно собранный зажим снижает износ компонентов, которые обеспечивают опору распределительного устройства питательной воды, что обеспечивает равномерное распределение воды при ее поступлении в корпус реактора. Инновация увеличивает срок службы детали и поддерживает долговечность при эксплуатации оборудования.
• Методика выемки грунта и ремонта сварных швов трубопровода и форсунок реактора с водой под давлением. Эта методика ремонта обеспечивает надежное решение для частичной замены сопел трубопроводов реактора и сопел корпуса. Этот инновационный подход значительно уменьшает объем сварного шва по сравнению со стандартным подходом, сокращая необходимое время и риски, связанные с ремонтом компонентов.
• Внутренний диаметр механизма привода управляющего стержня с кольцевым кавитационным упрочнением сверхвысокого давления. Это нововведение позволяет компании «Framatome» применять кавитационный процесс сверхвысокого давления для внутреннего диаметра сопел механизма привода управляющего стержня, в то время как тепловые распорные втулки остаются на месте. При применении к этому уязвимому участку кавитационный процесс упрочнения может снизить вероятность растрескивания под воздействием напряжения и коррозии, что приводит к более безопасным операциям, экономии затрат и увеличению срока службы компонентов.

Эти патенты демонстрируют приверженность компании постоянному совершенствованию своих продуктов и методов.

Источник: Framatome, 14.8.2019

Компания «Framatome» представила ряд новых защитных покрытий, которые могут снизить затраты на техническое обслуживание и продлить срок службы компонентов и оборудования, используемых на АЭС. Первое применение этой технологии было на АЭС «Сарри» компании «Dominion Energy» в американском штате Вирджиния.

Компания «Framatome» сообщила, что ее покрытие QuarTec является постоянно приклеенным и гидрофобным и сводит к минимуму накопление радиологических загрязнений на поверхности компонентов и оборудования, а также уменьшает накопление воды, обычное в подводной среде, без воздействия на химические системы АЭС. Новые покрытия уменьшат использование токсичных веществ. Компания «Framatome» также сообщила, что инновационные химические технологии увеличивают присущую кварцу стойкость, расширяя исторический спектр защиты. Покрытие QuarTec защищает от широкого спектра повреждающих факторов окружающей среды на наноуровне, заполняя микроскопические ямы и пустоты и обеспечивая превосходное профильное покрытие. По сообщению компании, современные кварцевые гидрофобные покрытия были одобрены для использования на электростанциях, включая АЭС, и это делает компоненты и оборудование более простыми в обслуживании и менее дорогими при очистке. Покрытия QuarTec были испытаны на действующей АЭС в США во время отключения весной 2018 г. Компания «Framatome» сообщила, что за последние 3 года получила подтверждение о возможностях покрытий с помощью сторонних проверок.

Компания «Framatome» недавно подписала контракт с американской компанией «Dominion Energy», чтобы завершить первое в отрасли применение покрытия QuarTec для решения проблем биологического загрязнения, связанных с насосом аварийной службы на АЭС «Сарри». Этот насос обеспечивает основные теплообменники охлаждающей водой из реки Джеймс. Насос с покрытием был введен в эксплуатацию на АЭС «Сарри» в начале 2019 г., при этом в настоящее время покрываются дополнительные компоненты технической воды для решения проблем накопления воды.

Признавая потребности отрасли, компания «Framatome» исследует и разрабатывает новые технологии, которые помогают клиентам экономить время и средства. Компания «Framatome» выводит на рынок важное новшество – покрытие QuarTec. Компания намерена помочь операторам повысить эффективность своих активов и сократить расходы на техническое обслуживание, обеспечивая при этом высокий уровень безопасности.

Источник: World Nuclear News 21.6.2019

Стремясь повысить безопасность и экономичность, компании, производящие ядерное топливо, делают инвестиции в новые материалы и технологии производства.

Двумя основными факторами разработки материалов в области ядерного топлива являются безопасность и стоимость топливного цикла. Компания «Framatome» занимается исследованиями и разработками реакторов с водой под давлением (PWR) и реакторов с кипящей водой (BWR). Это включает проекты на площадках компании «Framatome» во Франции, Германии и США, а также техническое партнерство по всему миру.

После аварии на АЭС «Фукусима-I» в 2011 г. атомная отрасль предприняла глобальные усилия по дальнейшему увеличению запаса топлива в случае тяжелой аварии. Это привело к программам по разработке улучшенного топлива, устойчивого к авариям (enhanced accident tolerant fuel – EATF). Компания «Framatome» в рамках своей программы PROTect разрабатывает и испытывает две концепции топлива EATF, включая краткосрочное решение с топливными таблетками с улучшенным содержанием хрома и с топливными стержнями с хромовым покрытием и более долговременное решение с оболочкой на основе карбида кремния.

Добавление хромового покрытия к существующей оболочке из циркониевого сплава M5 от компании «Framatome», которое было продемонстрировано при выгорании 75 МВт·сут/кг U, улучшает стойкость к окислению при высоких температурах и уменьшает образование водорода при потере охлаждения. Хромированное покрытие также снижает ползучесть и повышает устойчивость к истиранию при нормальных условиях эксплуатации. Гранулы, легированные хромом, можно использовать с UO₂ и МОКС-топливом (PuO₂/UO₂), и они снижают выделение газообразных продуктов деления, улучшают поведение при потере охлаждения и минимизируют взаимодействие таблеток в оболочке (pellet clad interaction – PCI).

Топливо EATF внедрили в коммерческих реакторах еще в 2015 г., на АЭС «Гёсген» в Швейцарии. Испытательные стержни с современными материалами оболочки уже находились в реакторе в течение двух циклов и подтверждают положительные результаты испытаний, проведенных вне реактора. Для покрытий основной проблемой является обеспечение качества продукта, чтобы в конце срока службы покрытие оставалось на оболочке и сохраняло свои функции.

Подчеркивается важность сбора данных из разных стран для удовлетворения потребностей операторов и регулирующих органов.

Недавно компания «Framatome» доставила первые усовершенствованные испытательные сборки, содержащие оболочку с хромовым покрытием и топливные таблетки с хромовым покрытием, на АЭС «Вогтл-2» в штате Джорджия. Сборки были загружены в реактор PWR в марте, и теперь энергоблок работает на полной мощности. Стержни останутся в реакторе в течение трех 18-месячных циклов.

Для доставки коммерческого топлива необходим комплексный план квалификации. Компания «Framatome» работает в течение нескольких лет при поддержке программы Министерства энергетики США по топливу, устойчивому к авариям (Accident Tolerant Fuel – ATF), которая позволила компании значительно улучшить первоначальную цель для развертывания технологии в 2022 г. Компания «Framatome» теперь стремится перегрузить топливо ATF к 2025 г.

Следующая цель – заменить металлическую оболочку керамическим композитным материалом на основе карбида кремния (SiC), способным выдерживать более высокие температуры и более экстремальные условия. Демонстрация и лицензирование этого материала более сложные. Карбид кремния  – это керамика, и это значит, что она не имеет такого же поведения, как металлы. В результате будет проведено множество испытаний карбида кремния во время и после облучения, чтобы проверить, нет ли какого-либо нетипичного поведения, потому что это керамика. Компания «Framatome» разрабатывает концепцию «триплекс», включающую матрицу SiC плюс металлические волокна. Металл будет служить барьером для выброса продуктов деления, что может помочь ускорить процесс лицензирования.

Будущие технологии

Существуют возможности использования новых технологий для производства и квалификации топлива. Большие данные – это способ прогнозирования поведения топлива. Как разработчик топлива, компания «Framatome» имеет много рабочих данных, которые могут быть использованы для оптимизации конструкции будущих твэлов.

Аддитивное производство (additive manufacturing – AM) также предлагает много потенциальных преимуществ для компонентов ядерного топлива. Оно может быть использовано для изготовления трехмерных (3D) форм, которые не осуществимы со стандартными производственными процессами или требуют много деталей. Это также предлагает возможности исследования градиентов состава в компонентах. Основные области применения включают создание прототипов, изготовление специализированных инструментов и производство запасных частей. Аддитивное производство открывает область творчества для дизайнера. Компания «Framatome» имеет технологию селективного лазерного плавления и разработала фильтр против обломков и другие компоненты.

Следующим этапом будет проверка поведения компонентов, изготовленных с добавками, при облучении. Этот процесс может продлиться 5–6 лет. Однако остается вопрос, снизит ли аддитивное производство расходы. Пока это неочевидно, потому что скорость производства низкая, а зрелости недостаточно, чтобы знать, обеспечат ли эти методы снижение затрат.

Технологии должны быть полностью освоены, а микроструктура материалов квалифицирована, чтобы показать, что материалы соответствуют проектным требованиям. Это означает, что широкое применение маловероятно до середины 2020-х годов.

Компания «Framatome» работает с компанией «Lightbridge» в рамках совместного предприятия «EnFission» для разработки металлического ядерного топлива со спиральными изгибами, которое может преодолеть разрыв между современными реакторами LWR и усовершенствованными реакторами. Благодаря уникальной геометрии эта технология может выиграть от аддитивного производства. Компания «Framatome» также работает над топливом для малых модульных реакторов (SMR) в партнерстве с компанией «NuScale», которая, как ожидается, установит первый реактор SMR в США.

Источник: Nuclear Engineering International: Features 13.6.2019