В России в НИИ НПО «Луч», входящем в структуру Росатома, была создана технология изготовления микротвелов — нового типа ядерного топлива. Об этом 30 октября рассказали в пресс-службе издания «Известия».
Микротвелы представляют собой керамические микрокапсулы с сердечниками из диоксида урана, которые покрыты специальными защитными слоями.
Диаметр этих капсул достигает менее 1 мм. Их объединяют в топливные компакты, в составе каждого около 4 тыс. микротвелов.
Специалисты рассчитывают, что этот вид топлива станет основным элементом технологии крупномасштабного производства водорода в России. Поставку водорода планируется осуществлять с помощью Атомных энерготехнологических станций (АЭТС), которые ориентированы на промышленное тепло. Такие станции станут базой для массового получения водорода путем паровой конверсии природного газа.
«В России реализуется масштабная программа по развитию водородной энергетики. В её рамках создаются технологические решения для АЭТС с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами (ВТГР) и химико-технологической частью (ХТЧ). Данные установки предназначены для промышленного производства водородосодержащих продуктов и аммиака», — сообщил «Известиям» заместитель генерального директора по науке АО «НИИ НПО «Луч» Андрей Мокрушин.
По словам Мокрушина, ВТГР относится к реакторам IV поколения. Благодаря гелиевому теплоносителю он позволит работать при температурах в 2–3 раза выше, чем обычные реакторы. Россия занимает лидирующие позиции в мире по развитию таких систем.
Ученый пояснил, что микротвелы, собранные в компакты, используются в качестве топлива для ВТГР. Они обеспечивают надежную, безопасную и эффективную работу реактора при температуре около +850 градусов на выходе из активной зоны. Само топливо способно выдерживать нормальные температуры до +1100 градусов и экспериментально нагреваться до 1600–1700 градусов.
«На сегодняшний день в рамках комплексной программы НИОКР по созданию АЭТС с ВТГР и ХТЧ подготовлен и утвержден технический проект реакторной установки, созданы и проходят испытания новые специальные материалы — жаропрочные сплавы, крупноблочный реакторный графит, углерод-углеродные композиционные материалы — а также разработаны и разрабатываются системы и оборудование самой установки», — рассказал начальник лаборатории АО «НИИ НПО «Луч» Владислав Туманов.
Он добавил, что опытно-промышленная линия по изготовлению топлива для ВТГР состоит из четырех технологических участков и более 20 единиц уникального оборудования российского производства. Линия рассчитана на производство 250 тыс. топливных компактов ежегодно. Это объём необходим для отработки технологии до 2028 года. После завершения данного этапа стартует серийное производство топлива для опытной АЭТС.
«Водород служит экологически чистым топливным элементом — при его сгорании выделяется только вода без образования парниковых газов. Его планируется использовать в качестве топлива для автомобилей и другого транспорта, а также широко применять в химической промышленности», — пояснил «Известиям» заместитель директора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ, доктор физико-математических наук Георгий Тихомиров.
Эксперт предположил, что метод производства водорода, разработанный с использованием нового топлива, может быть более экономичным и вытеснит существующие технологии.
Ранее, 12 августа, сообщалось, что ученые из ИТМО создали инновационный реактор для электролиза воды, который способен упростить процесс производства водорода. Новая технология ускоряет скорость его получения в шесть раз и сокращает энергозатраты на 15%. Основным новшеством является использование модифицированных магнитами электродов с покрытием из наночастиц железа и кобальта.