Напомним: этот инновационный проект предусматривает создание новой технологической платформы атомной отрасли на базе замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Их особенность в том, что, в отличие от наиболее распространенных водо-водяных, в них нет замедляющего вещества, а теплоносителем является не вода, а жидкий металл, поясняет руководитель группы испытаний топливных и конструкционных материалов ИРМ Евгений Шабельников. Такая конструкция реактора позволяет превращать отвальный, неделящийся материал уран-238 в плутоний-239, который можно вновь использовать для производства ядерного топлива. Таким образом ЗЯТЦ позволит на порядки увеличить сырьевую базу атомной энергетики, а также решить проблему отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

«Замкнутый цикл удешевит стоимость использования урана, его обогащения и утилизации ОЯТ, которая станет экономически и экологически выгодной, потому что в топливо для «быстрых» реакторов можно также добавлять долгоживущие элементы — например, минорные актиниды, которые будут сжигаться», — продолжает Шабельников.

«В России сейчас эксплуатируются «быстрые» реакторы с натриевым охлаждением. Проект со свинцовым теплоносителем считается более безопасным, — говорит заместитель директора института Артем Варивцев. — Свинец не возгорается, но он коррозионно активен, то есть негативно воздействует на стальные оболочки тепловыделяющих элементов и на все конструкции реактора. Но известно, что при определенном содержании кислорода в этом теплоносителе коррозионная активность снижается до приемлемых величин».

Задача уральского института — путем комплексных исследований выяснить условия коррозионной стойкости материалов, выбранных конструкторами для создания свинцового реактора. Испытания проводятся при определенном содержании кислорода, но при разных температурах — от 450 до 600 градусов Цельсия. При этом важно выяснить, как повлияет на коррозию нейтронное излучение. Второй эксперимент имитирует условия «проектной аварии», чтобы понять, как поведут себя топливо и реакторные материалы в такой ситуации и исключить риск в будущем.

Кстати, для реактора БРЕСТ исследования уже проведены — конструкционные материалы выбраны и обоснованы. Теперь предстоит решить более масштабную задачу.

«БРЕСТ — демонстрационная, а не коммерческая установка, поэтому гораздо важнее обосновать материалы для будущего реактора БР-1200: для того, чтобы его эксплуатация была экономически выгодной, нужно обеспечить глубокое выгорание топлива, то есть дозы, повреждающие конструкционные материалы, должны быть очень большими. Пока таких материалов нет, и цель нашей работы заключается именно в том, чтобы обеспечить их создание», — заключает Евгений Шабельников.