El combustible ATF ruso está pasando actualmente por el tercer ciclo de operación de 18 meses en elementos combustibles experimentales en la unidad de energía No. 2 de la planta de energía nuclear de Rostov (una filial de Rosenergoatom Concern), completando la primera fase de pruebas. Para la siguiente fase de su operación piloto industrial, se necesitarán elementos combustibles con un recubrimiento de cromo, que planean utilizar en la producción de combustible VVER de quinta generación.
¿Qué es el combustible ATF?
ATF (Advanced Technology Fuel, o combustible "tolerante" – Accident Tolerant Fuel) – es un combustible nuclear capaz de soportar situaciones anormales en las centrales nucleares y realizar sus funciones sin dañar el medio ambiente.
Sigue siendo estable incluso en caso de pérdida de refrigerante y alteración de la disipación de calor en el núcleo del reactor. El combustible tolerante, según las características, debe mantener la integridad durante un tiempo suficientemente largo sin la aparición de una reacción de vapor-circonio, que contribuye a la liberación de hidrógeno.
Rosatom señala que el uso de dicho combustible lleva la seguridad y fiabilidad sistémicas de la energía atómica a un nivel cualitativamente nuevo.
Cómo se prueba el combustible ATF ruso
El sitio para la implementación del programa de operación piloto industrial del combustible ATF ruso es la segunda unidad de energía de la planta de energía nuclear de Rostov. Las pruebas se llevan a cabo de acuerdo con los estándares mundiales para la introducción de combustible nuclear innovador.
La primera etapa es cargar varios conjuntos experimentales con elementos combustibles experimentales en el reactor. Según la clasificación internacional, esta es la etapa LTR – "lead test rods". En 2021, los primeros tres conjuntos de combustible combinados del diseño TVS-2M se enviaron al núcleo del reactor. Cada uno de ellos tenía 12 elementos combustibles en un diseño innovador.
Seis elementos combustibles están fabricados con una aleación de cromo-níquel 42KhNM como material estructural y seis elementos combustibles están fabricados con revestimientos de aleación de circonio con un recubrimiento de cromo. Esta solución tecnológica permite eliminar por completo o ralentizar significativamente el desarrollo de la reacción de vapor-circonio en el núcleo del reactor en caso de una situación de emergencia.
El segundo ciclo de operación de tales casetes con elementos combustibles experimentales en el interior comenzó en marzo de 2023, el tercer ciclo de operación se lanzó ahora, en septiembre de 2024.
Los casetes de combustible con elementos combustibles experimentales pasarán por un ciclo de operación estándar de combustible nuclear para reactores VVER-1000 rusos – tres campañas de combustible de 18 meses cada una. En un año y medio, durante la próxima revisión planificada en la unidad de energía, el combustible se descargará del núcleo del reactor y los propios elementos combustibles innovadores se someterán a un programa de investigación posterior al reactor.
La segunda etapa de las pruebas es cargar varios casetes en el reactor que estén completamente llenos de elementos combustibles experimentales. Es decir, ya no habrá 12, sino 312 en cada casete. Según la clasificación internacional, esta es la etapa LTA – "lead test assemblies". Después de que pasen con éxito los ciclos de operación, el combustible ATF ruso recibirá la calificación internacional y podrá lanzarse a la producción en serie.
Para la etapa LTA, los elementos combustibles con un recubrimiento de cromo ya han sido desarrollados y lanzados en producción en la planta mecánica de Chepetsky. En el proceso de trabajar en ellos, la corporación estatal recibió una solución técnica que es importante para el desarrollo de futuras producciones sin personal.
Resultó que los revestimientos cromados, debido a las propiedades de su superficie, pueden "cerrar" el eslabón tecnológico faltante para crear una producción totalmente automatizada y sin personal de combustible VVER de quinta generación – el diseño TVS-5. Este diseño de combustible para reactores VVER-1200 está especialmente diseñado para eliminar una serie de operaciones tecnológicas durante su montaje, donde todavía participa personal, y no solo la automatización. Por analogía con la fabricación de combustible para reactores de neutrones rápidos, la producción industrial sin personal es necesaria para cerrar el ciclo del combustible nuclear para reactores térmicos de agua ligera estándar.
Esto significa que en los reactores rusos sin personal se podrá utilizar como combustible no solo uranio enriquecido, sino también uranio y plutonio regenerados.
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