Rosatom生产出BN-1200反应堆SNUP 和 MOX 燃料

Rosatom 成功地继续开展研究工作，以证实有前景的第四代快中子反应堆的创新核燃料。

对于BN-1200反应堆，正在同时开发两种采用不同类型铀钚核燃料的堆芯变体：采用氧化物MOX燃料，类似于前身反应堆BN-800，以及采用致密氮化物SNUP燃料，如采用铅冷却剂的第四代反应堆 BREST-OD-300，作为战略工业项目的一部分而建造“突破。”

燃料部门的科学家在证实两个活跃区域方面取得了新的重要里程碑。为了在别洛亚尔斯克核电站的“快”反应堆 BN-600 中进行测试，制造了带有基于 SNUP 燃料的燃料棒的 OS-4 辐照组件。该实验组件的特点是预期实现提高核燃料燃耗水平，这将在很大程度上满足所开发的堆芯设计的需求。同时，在总装设计中采用了特殊的技术方案，确保了运行动力堆测试的安全性。

此外，还制造了三个独特的 KTVS-MAK 实验组件，其燃料元件(燃料棒)为标准尺寸 BN-1200，基于带有轴向层的 MOX 燃料。与传统的 MOX 燃料相比，这些燃料棒的设计特点是将具有所谓的增殖材料的碎片引入燃料柱的成分中。这些碎片一起在反应器中形成水平层，将活性区轴向分为两部分。这将显着减少对燃料包壳的辐射损害，同时保持所需的燃料燃耗。该技术方案已在多个国家理论上得到验证，但首次在俄罗斯BN-1200反应堆中得到实际应用。

西伯利亚化学联合公司(西伯利亚化学联合股份公司，托木斯克地区谢维尔斯克 Rosatom 燃料部门的一家企业)生产的采用 SNUP 和 MOX 燃料的新型燃料盒必须在别洛亚尔斯克核电站的 BN-600 反应堆中进行测试循环。计划于 2025 年装入核心。

BN-600 中这些组件的反应堆和反应堆后测试将使科学家能够测试核燃料的最大设计参数，研究燃料棒中发生的过程，并随后获得燃料许可。

BN-1200应该成为世界上第一个串联快中子反应堆。它延续了俄罗斯别洛亚尔斯克核电站采用钠冷却剂BN-600和BN-800的“快”反应堆的发展路线，并将在别洛亚尔斯克核电站的同一地点建造(计划于2027年开工)。

“BN-1200 反应堆设计为使用两种可能类型的燃料中的任何一种 - SNUP 和 MOX。传统MOX燃料在生产和运行中已经积累了大量经验，而高密度SNUP燃料由于未来可能需要的额外中子优势而具有吸引力。目前正在进行大量工作，以根据对许多不同参数的综合评估来证明核心设计选择的合理性，”TVEL JSC 科学和技术活动高级副总裁 Alexander Ugryumov 指出。

如果选择 SNUP 燃料，则为证明 BN-1200M 反应堆使用 SNUP 燃料的合理性而进行的长期测试结果(自 2014 年以来在 BN-600 反应堆中测试了十多个全尺寸燃料组件)也将用于证明燃料。

IV 代电力系统

根据国际原子能机构采用的分类，第四代核能系统涉及使用各种技术，这些技术具有共同的结果——更高的燃料效率、更高的安全性、能源效率、减少乏核燃料等。

第四代核能系统能够从根本上改变核能，这主要是由于新的安全水平、燃料范围的扩大以及放射性废物的显着减少。俄罗斯是第四代发电技术开发的领导者之一：在别洛亚尔斯克核电站，BN-1200M动力装置的建造预设计工作已经开始，在托木斯克地区，这在世界实践中尚属首次，同一地点正在建造一座配备 BREST-OD-300 反应堆和现场封闭核燃料循环的核电站。

快堆

构成现代核能基础的热中子反应堆使用约 1% 的铀，其余 99% 被送往临时储存或作为放射性废物处置。快中子反应堆的优点是能够有效利用燃料循环的二次产品(特别是钚)来生产能源。同时，由于具有高再生系数，“快”反应堆可以产生比其消耗更多的潜在燃料，以及“后燃”(即利用能源生产)高活性超铀元素(锕系元素)。

快堆用 MOX 燃料

与核能传统的浓缩铀不同，生产 MOX 燃料芯块的原材料是氧化钚(在传统 VVER 反应堆乏燃料加工过程中获得)和贫化铀(通过贫化六氟化铀脱氟获得 - DUHF，即浓缩厂生产的所谓二次“尾料”)。 2020 年 1 月，串行 MOX-FA 首次加载到 BN-800 核心中。 BN-800 于 2021 年 1 月首次完成装填 MOX 燃料，随后所有燃料组件逐渐更换为创新型 MOX 燃料组件。 2024年在BN-800反应堆中开始了外部链接，在新选项卡中打开三个实验性 MOX-FA 与次锕系元素的操作。

SNUP 燃料

混合氮化物铀钚(MNUP)燃料是一种核燃料，其中裂变材料(铀和钚的混合物)以氮化合物、一氮化物的形式存在，而不是标准的二氧化铀。这种燃料尚未在工业中使用;它正在为采用钠和铅冷却剂的先进快中子反应堆而开发。高密度确保了高燃料容量和燃料再生比，并使反应堆变得更加紧凑。高导热性确保了燃料的可靠性和温度稳定性。在反应堆运行期间，燃料的同位素组成是均匀的，这简化了燃料的再制造。

自 2014 年以来，使用 SGChE JSC 生产的 SNUP 燃料的实验燃料组件已在 BN-600 反应堆中进行了测试。在研究过程中，逐渐实现了核燃料燃耗越来越高。

平衡核燃料循环

平衡核燃料循环(NFC)是Rosatom国营公司的产品，基于闭式核燃料循环领域的创新实用解决方案，可实现辐照核燃料的高效后处理并确保后处理产品的合理处理，有用的(铀、钚)和送去处置(裂变产物)。

平衡核燃料循环的主要目标是从根本上减少待处理放射性废物的数量和活性。平衡的核燃料循环允许：

提高核废料管理的安全性，降低环境风险;

解决子孙后代的问题并确保可持续的消费和生产模式;

最大限度地减少待处置废物的数量和危险程度;

将有价值的原材料重新纳入核燃料循环——回收核材料。