俄罗斯 MCC 的 MOX 燃料综合体为 BN-800 提供燃料组件

在俄罗斯原子能公司主要机构和企业的支持下，位于克拉斯诺亚尔斯克的热列兹诺戈尔斯克矿业与化学联合企业 (MCC) I 建立了一个独特的 MOX 燃料生产工业综合体，以确保为别洛亚尔斯克核电站 4 号机组的 BN-800 快堆制造和供应燃料组件。它在建立基于再生和再循环材料的平衡核燃料循环方面发挥着关键作用。

2023 年 12 月，MCC 制造了首批三个铀钚混合氧化物 (MOX) 燃料组件。这些燃料组件还包含其他超铀元素，包括镅-241 和镎-237。这些组件已于今年早些时候完成验收测试并装入 BN-800。燃料将在三个为期约一年半的微型活动中进行试运行(铅测试组件计划)。

次锕系元素是在反应堆核心运行过程中，辐射核燃料中产生的反应物。与钚一样，这些元素也来自铀的嬗变。镎、镅和锔的同位素对放射化学家来说尤其重要，因为它们在废燃料再处理和放射性废物管理中具有重要意义。它们具有高放射性和毒性，会产生大量热量，半衰期长，是核废料中最危险的成分。

俄罗斯的解决方案是快中子反应堆，这种反应堆不仅可以使用浓缩天然铀作为燃料，还可以使用核燃料循环的次级产品，例如贫化铀和钚。此外，研究表明，在快中子通量下，废燃料中的次锕系元素将裂变成代表相当广泛的放射性和稳定同位素的碎片，这些碎片的潜在危险性要小得多。

MCC 的燃料制造厂 (ZFT – Zavod Fabrikatsii Topliva) 不仅为 BN-800 的定期加油提供稳定的 MOX 组件产量，而且还持续开展工作以提高效率和开发新的技术解决方案。

ZFT 从 2024 年开始安装手套箱，用于生产样品和压粉，以最大限度地减少人员与核材料的接触并提高安全性。为了提高经济效益，已经生产了一批燃料元件和燃料芯块的试验批次。通过消除筛片干燥并减少操作次数，劳动生产率得到了提高。随后，释放的设备用于氧化具有不同同位素组成的废料的技术——MOX 燃料芯块因不符合技术要求而被拒绝。

这项技术创新的实施是一项真正的成就，也是 ZFT 专家工作的出色成果。今年春季，用于别洛亚尔斯克 4 号机组第 15 次换料的 MOX 组件的稳定生产正在进行中，6 月份向该工厂发送了 64 个组件。其中包括 23 个含有镅-241 的组件，用于第 13 次换料，这次换料成功。另外 41 个组件已经送往第 14 次换料。

今年下半年，ZFT 必须解决一项艰巨的任务，即通过提高设备生产率来弥补在实现目标方面积累的积压。除了已经描述的措施外，ZFT 的炉子生产率也显著提高。一次烧结的质量现在为 32 公斤，比之前的 20 公斤增加了 1.5 倍多。

下一批 MOX 燃料的发货已在计划中：用于第 14 次和第 15 次加油的第一部分，包括燃料组件。下一次合同义务的履行已正式确定，即在 11 月出售 170 个组件，用于 Beloyarsk 4 的第 15 次加油。