„Palivo odolné proti haváriím plánujeme zavézt do elektrárny v roce 2020,“

• Foto

Po havárii jaderné elektrárny Fukušima se svět zaměřil na speciální modifikaci jaderného paliva tzv. paliva ATF (z angl. accident tolerant fuel), která je odolná vůči havarijním podmínkám. Jak v této oblasti pokročil TVEL?
V minulých letech jsme hodnotili několik možných variant paliva ATF a nyní se připravujeme na provedení komplexních zkoušek ve výzkumných reaktorech. Zaměřujeme se na několik variant: ochranné vrstvy na zirkoniové slitiny pokrytí palivového proutku a jiný konstrukční materiál tohoto pokrytí. Co se týče palivových tablet, zkoumáme i palivo s větší hustotou skládající se z uranu a molybdenu. Konkrétně jsme v tomto roce například odzkoušeli technologii nanášení ochranných vrstev na zirkoniové slitiny, z nichž se vyrábí pokrytí palivových proutků, a nyní dokončujeme výrobu vzorků pro ozařování ve výzkumném reaktoru MIR v Dimitrovgradě. Do jednoho z energetických bloků provozovaných Rosenergoatomem předpokládáme, že zavezeme zkušební palivové proutky, které budou umístěny do klasické palivové kazety, v roce 2020.

Jak se palivo ATF společnosti TVEL liší oproti světovým konkurentům?
Prakticky všichni světoví dodavatelé paliva, kteří se zabývají vývojem paliva ATF, se soustředí stejnými směry, tj. hustější palivo, nanášení ochranných povlaků na zirkoniové slitiny a výběr jiných konstrukčních materiálů neobsahujících zirkonium. Každá společnost ale volí jiné materiály podle toho, s nimiž má větší zkušenosti. My například pracujeme s karbidem křemíku, který bychom chtěli použít jako materiál pro pokrytí palivových proutků. Letos jsme z technického hlediska pokročili v hermetizaci pokrytí vyrobeného z tohoto materiálu.

Zmínil jste plán na zavezení paliva ATF do ruského reaktoru. Kdy očekáváte, že s ním vstoupíte na mezinárodní trh?
To bude záležet na výsledcích zkoušek v reaktoru MIR a dalších experimentů. Až budeme mít dostatečný objem dat, budeme usilovat o získání povolení od úřadů pro jaderný dozor v zemích, kam bychom toto palivo chtěli dodávat. Až teprve poté bude možné jej nabídnout našim zahraničním partnerům.

POSUN V PALIVU PRO STÁVAJÍCÍ REAKTORY

Do 2. bloku Temelína byla zavezena v srpnu nová modifikace paliva. Jak se liší od předchozí verze?
Zaprvé bych chtěl našim partnerům ze společnosti ČEZ a přímo z elektrárny Temelín poděkovat za velmi aktivní účast v tomto projektu. Velmi úspěšně jsme, aniž by byly zaznamenány námitky ze strany jaderného dozoru, získali povolení a dotáhli tento projekt ke zdárnému konci. Základní výhodou paliva TVSA-T.mod.2 je větší mechanická pevnost, která prakticky vylučuje změny tvaru palivových kazet během provozu, což vede ke zvýšení spolehlivosti a bezpečnosti jaderné elektrárny. Kromě toho má nová modifikace podstatné přínosy i v oblasti ekonomiky palivového cyklu. Díky optimalizaci konstrukce paliva, tj. palivových tablet a pokrytí, se nám podařilo dosáhnout lepších charakteristik palivového cyklu.

Je nějak zapojena do vývoje paliva i jaderná elektrárna Temelín?
Samozřejmě, že s nimi spolupracujeme, a to velmi intenzivně. Například společně s nimi sledujeme chování paliva během provozu a na zařízení, které je v elektrárně provádíme jeho inspekci. Chtěl bych ještě doplnit, že v Česku spolupracujeme i s dalšími organizacemi, třeba s ÚJV Řež, což nám pomáhá rozvíjet naše produkty a nabízet ČEZ jako zákazníkovi stále bezpečnější a ekonomicky efektivnější palivo.

Během provozu jaderné elektrárny dochází k postupnému navyšování jejího výkonu, na čemž se podílíte jako dodavatel jaderného paliva. Jak jsou na tom dnes reaktory VVER-1000?
V současnosti všechny bloky VVER-1000 v Rusku i zahraničí pracují při zachování a dalším zvyšování úrovně bezpečnosti na mírně vyšším výkonu než původním. Je to výsledkem řady logických technologických vylepšení souvisejících s technickým pokrokem, včetně zlepšování charakteristik paliva. Platí to i pro český Temelín a bulharský Kozloduj. Ve spolupráci s našimi kolegy z Rosenergoatomu pokračujeme v trendu využívání projektových rezerv a nyní připravujeme, při dodržení maximálního důrazu na bezpečnost, kroky k dalšímu možnému zvýšení výkonu jednoho z bloků Balakovské jaderné elektrárny. Samozřejmě budeme výsledky těchto zkoušek hodnotit i s našimi zahraničními partnery, v první řadě se společností ČEZ.

V Česku k tomu sice zatím nedochází, ale ve světě se obecně přechází k delším palivovým kampaním. Jak si v této oblasti stojí TVEL?
Dodáváme palivo pro různé palivové kampaně od 12 do 18 měsíců, záleží to vždy na požadavcích zákazníka. Cestu k 24 měsíční kampani by nám otevřelo obohacení uranu nad 5 %, což je dnešní mezinárodně uznávaná hranice. Nyní se soustředíme na řešení této otázky a spolupracujeme při tom sMezinárodní agenturou pro atomovou energii. Koncem srpna jsme například iniciovali tzv. technické jednání, seminář pracovní skupiny, která se zabývá tímto tématem. To, že mezinárodní technická společnost věnuje otázce obohacení nad 5 % velkou pozornost, dokládá i velká zahraniční účast na zmíněném jednání, které proběhlo v Moskvě. Umožnilo by nám to totiž zlepšit ekonomiku palivových cyklů a provozovat jaderné bloky prakticky 2 roky bez odstávky.

UZAVÍRÁNÍ PALIVOVÉHO CYKLU

Jak jste se posunuli s recyklací použitého paliva?
Naším cílem je přechod ke dvousložkové jaderné energetice a uzavření jaderného palivového cyklu a zabýváme se různými způsoby navracení ozářeného uranu do palivového cyklu. Jedním z nich je používání regenerovaného uranu, který používáme v průmyslovém měřítku při výrobě paliva pro reaktory RBMK-1000 a pro dva bloky Kolské jaderné elektrárny s reaktory VVER-440. Dále máme za sebou zkušební provoz regenerovaného uranu v jednom z bloků Kalininské jaderné elektrárny typu VVER-1000 a také máme smlouvu na dodávky paliva vyrobeného z regenerovaného uranu pro jednu z elektráren typu VVER-1200 stavěných za hranicemi Ruska.

Další cestou, kterou hodnotíme, je možnost používání paliva REMIX v reaktorech VVER. Před dvěma roky jsme zavezli zkušební palivové proutky umístěné do klasické palivové kazety do jednoho z bloků typu VVER-1000 Balakovské elektrárny. Zkoušky, které jsme dosud provedli, dávají kladné výsledky a v testování pokračujeme dále. V neposlední řadě jde o palivo MOX pro reaktory VVER. Rozsáhlé zkušenosti s tímto palivem v tlakovodních reaktorech mají francouzské společnosti Framatome a EDF. Nyní tuto možnost posuzujeme a hodnotíme, nakolik bude pro nás efektivní.

Jak se liší paliva MOX a REMIX?
Především konstrukcí palivového souboru a různým obsahem štěpitelných látek, uranu a plutonia.

Čím je palivo REMIX specifické?
Umožňuje mnohonásobně recyklovat palivo. Jestliže je možné regenerované palivo vrátit do aktivní zóny reaktoru jen jednou, tak REMIX můžeme přepracovávat a tím navracet užitečné izotopy do palivového cyklu až pětkrát. To znamená lepší ekonomickou efektivitu provozu a snížení množství spotřebovaného přírodního uranu na výrobu paliva.

Jak se vyrábí?
Použité palivo je po vyjmutí z reaktoru nejdříve chlazeno v bazénu v elektrárně. Poté, co jeho zbytkový tepelný výkon klesne na požadovanou hodnotu, jej převezeme do přepracovacího podniku, kde separujeme užitečné látky a použijeme je při výrobě nového paliva. Z pohledu technologických postupů se to nijak neliší od technologií, které používáme dnes, zásadním rozdílem je, že všechny technologické operace musíme provádět plně automatizovaně a roboticky.

Poslední trochu věštecká otázka: Kdy očekáváte vstup na mezinárodní trh?
Je složité v tomto případě dělat nějaké předpovědi. V první řadě je potřeba připravit provozovatele jaderných elektráren na toto rozhodnutí a naučit je s tímto palivem zacházet v podmínkách jaderné elektrárny, protože vyžaduje trochu jiný přístup. Dále je potřeba také vypracovat a nechat schválit postupy při převozu paliva k zákazníkovi a také zpětného odběru od zákazníka k dalšímu přepracování. Tímto se již zabýváme, ale detailnější výpočty zahájíme po získání kompletních dat ze zkušebního provozu tohoto paliva.

Alexandr Ugrjumov spojil celou svou profesní kariéru s jaderným průmyslem. Po absolvování Moskevského energetického institutu se specializací na automatizaci technologických procesů a výroby nastoupil v roce 1998 jako inženýr-konstruktér do společnosti OKB Gidropress (dnes součást Rosatomu), která vyvíjí jaderné reaktory. Od roku 2003 působí ve společnosti TVEL (také součást Rosatomu), kde prošel cestou od hlavního specialisty až po viceprezidenta. Vystřídal funkce jako vedoucí projektu Vývoj a modernizace jaderného paliva a aktivních zón energetických reaktorů a vedoucího pro vývoj jaderného paliva a inženýrské služby. V roce 2017 byl jmenován viceprezidentem pro vědecko-technickou činnost společnosti TVEL.

Autor

• (red)