První úplná vsázka paliva MOX do rychlého reaktoru BN-800

Čtvrtý blok Bělojarské jaderné elektrárny s reaktorem BN-800 byl 24. února 2021 připojen k síti po odstávce kvůli výměně paliva. Během ní do něj bylo vůbec poprvé zavezeno pouze čerstvé palivo MOX vyrobené přepracováním použitého jaderného paliva. Letos v lednu označil americký odborný časopis Power Magazine zavážku sériového paliva MOX do reaktoru BN-800 za událost roku ve světové energetice.

Odstávka probíhala od 8. ledna 2021. Prvních 18 palivových kazet se směsným palivem MOX bylo do aktivní zóny reaktoru zavezeno už v lednu 2020, nyní se k nim přidalo dalších 160 kazet. To znamená, že je aktivní zóna tvořena palivem MOX z jedné třetiny. Od nynějška se bude do reaktoru zavážet už jen směsné palivo. Sériová výroba paliva MOX byla v Důlním a chemickém kombinátu v Krasnojarsku zahájena v roce 2018. 

Rychlý reaktor

Reaktor BN-800 je chlazený sodíkem a ke štěpení paliva využívá tzv. rychlé neutrony, takže je schopen energeticky využívat širší spektrum prvků než klasické tlakovodní reaktory. Provozuje jej Rosenergoatom, součást ruské korporace pro atomovou energii Rosatom. Během spouštění reaktoru BN-800 byla vytvořena hybridní aktivní zóna, kterou tvořily uranové palivové kazety vyrobené podnikem MSZ (součást TVELu) a zkušební směsné kazety vyrobené výzkumném ústavem NIIAR (součást Rosatomu).

Na rozdíl od tradičního jaderného paliva, které obsahuje pouze obohacený uran, se směsné oxidické uran-plutoniové palivo MOX skládá z oxidů plutonia, které vznikají v komerčních reaktorech, a oxidů ochuzeného uranu, které vznikají defluorizací ochuzeného hexafluoridu uranu (UF6), což je odpad ze závodů na obohacování uranu. Díky tomu se čtvrtý blok Bělojarské jaderné elektrárny o další krok přibližuje ke strategickému cíli společnosti Rosatom, kterým je uzavřený palivový cyklus jaderných elektráren. To také znamená, že palivo MOX umožní využít i jaderné palivo, které se dnes nepoužívá k výrobě nového paliva, takže se rozšíří zdrojová základna jaderného průmyslu. BN-800 bude moci navíc využívat i vyhořelé (použité) palivo z jiných reaktorů a minimalizovat tak množství radioaktivních odpadů tím, že budou spalovány dlouhožijící radioaktivní izotopy, které použité palivo obsahuje. „S ohledem na plánované odstávky budeme schopni přejít k aktivní zóně tvořené pouze palivem MOX už v roce 2022,“ uvádí ředitel Bělojarské jaderné elektrárny Ivan Sidorov.

Výroba MOX paliva pokračuje

Palivové kazety byly vyrobeny v podniku GCHK (Gorno-chimičeskij kombinat) v Železnogorsku v Krasnojarsksém kraji. Oproti klasickému palivu nebyly vyrobeny z vytěženého a obohaceného uranu, ale vstupní surovinou byl ochuzený uran, který vzniká jako odpad během obohacování, a plutonium získané recyklací použitého paliva z energetických reaktorů. Paralelně se vkládáním paliva MOX do BN-800 byla zvládnuta technologie výroby čerstvého paliva z ozářeného paliva reaktorů VVER, které obsahovalo plutonium. Všechny technologické operace jsou plně automatizované a bez přítomnosti obsluhy. Prvních 20 palivových článků s palivem o vysokém pozadí záření bylo již vyrobeno a převzato a bude vloženo do reaktoru v roce 2022. „Špičkové technologie recyklace a fabrikace jaderného paliva v budoucnu umožní přepracovávat použité palivo namísto toho, aby bylo ukládáno, a také zmenšit objem vysoce aktivních odpadů,“ uvádí Alexandr Ugrjumov, viceprezident pro vědecko-technickou činnost a kvalitu ve společnosti TVEL.

Zdroj: World Nuclear News, 24.2.2021: BN-800 fast reactor has first full refuelling with MOX fuel