
1月22日,季米特洛夫格勒國家科學中心-核反應堆科學研究所(JSC國家科學中心RIAR,Rosatom科學部下屬企業)成功完成了使用MOX燃料的燃料元件的第二輪反應堆測試的第三個周期,并啟動了新一輪的測試。與此同時,謝韋爾斯克西伯利亞化工廠(JSC SGChE,Rosatom燃料部門下屬企業)也生產了一批采用MOX燃料的燃料棒,并交付給奧布寧斯克物理與能源研究所(JSC“SSC RF - IPPE”)進行測試,以驗證其在VVER-S反應堆核心中的應用前景。
此次測試是在MIR.M1研究堆中進行的,由JSC“SSC RIAR”負責。測試結果顯示,核燃料燃耗已達到目標水平,所有燃料棒均保持密封性。該測試程序設計為六個循環,旨在研究燃料棒在標稱運行參數、正常運行中斷模式以及設計基準事故下的行為。在奧布寧斯克,這批MOX燃料棒將在BFS-1臨界臺上進行一系列中子物理實驗,Rostekhnadzor已向JSC“SSC RF - IPPE”頒發了測試許可證。
Rosatom的科學家們計劃通過這些研究結果,證實VVER型反應堆(包括未來的先進工廠)中使用MOX燃料的效率和安全性。VVER型反應堆構成了俄羅斯核能的基礎,并在國外核電領域廣泛使用俄羅斯設計的反應堆。此次測試標志著俄羅斯核工業在閉合核燃料循環方面邁出了重要一步。

目前,俄羅斯僅為快中子反應堆生產MOX燃料,例如別洛亞爾斯克核電站4號機組使用的世界上最強大的“快”反應堆BN-800。然而,Rosatom科學家為VVER反應堆(輕水熱中子反應堆,西方類似物為PWR)開發了鈾-钚REMIX燃料,該燃料已成功通過了整個運行周期,目前正在巴拉科沃核電站運行。
在VVER反應堆中引入MOX燃料帶來了新的機遇。與REMIX燃料相比,MOX燃料的钚含量高出數倍,且含有貧鈾而非濃縮鈾。這將有助于優化燃料制造的經濟性,更靈活地使用再生核材料,并利用行業中積累的貧鈾儲備。據Rosatom專家計算,如果VVER燃料組件配備25%基于MOX燃料的燃料元件,其余75%配備濃縮鈾(包括再生)的標準燃料元件,那么其钚含量將相當于完全由基于鈾钚燃料的燃料元件組成的REMIX燃料組件。這種混合燃料組件被稱為異構REMIX。
此外,具有光譜控制功能的VVER-S裝置有望成為世界上第一個可以滿堆芯裝載MOX燃料運行的輕水反應堆。這將節省約50%的天然鈾。在天然鈾價格高的情況下,節省的費用將相當于新發電機組的資本成本。

TVEL科學技術活動高級副總裁Alexander Ugryumov表示:“VVER使用MOX燃料的合理性解決了兩個關鍵問題。一是提高閉式燃料循環的經濟效益;二是用MOX燃料滿載VVER-S反應堆。來自輻照MOX-FA的燃料應在快中子反應堆中‘后燃燒’,以提高其同位素成分,以便進一步納入VVER-S循環中。”
俄羅斯未來幾十年的核工業發展戰略是建立具有熱中子反應堆和快中子反應堆的雙組件核電,以及引進基于制造新鮮鈾的閉式核燃料循環技術。預計隨著快堆的日益普及,快中子和熱中子裝置之間核燃料材料的“循環”將達到平衡。這將能夠顯著擴大核能的資源基礎,回收輻照燃料,并減少核廢料的產生量,同時保持核電的經濟效益和競爭力。
首批兩臺配備VVER-S反應堆的發電機組計劃于2028年開工,作為摩爾曼斯克地區科拉核電站2號建設的一部分。首臺機組預計于2035年投產。Rosatom的創新技術基于俄羅斯核科學的先進成果,完全符合當前的ESG議程。
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