Российские учёные предложили способ увеличить срок службы ядерного топлива
За счёт увеличения объема стержней/imgs/2023/06/02/16/5928744/54a9870500b8cd5f64bba753956550bd22cb1960.jpg)
Учёные из Томского политехнического университета провели исследование, чтобы узнать, как изменение диаметра тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) влияет на атомные станции малой мощности, которые используют торий-урановое топливо. Они использовали математическое моделирование для определения длительности работы ядерного топлива и его выгорания. Исследование показало, что увеличение диаметра ТВЭЛ позволяет увеличить срок службы ядерного топлива на 75%. Эти результаты могут быть использованы для модернизации реакторов малой мощности, особенно для работы на отдалённых территориях.
Атомные станции малой мощности являются наиболее эффективными для использования в удалённых регионах, таких как Крайний Север. Однако доставка топлива на такие территории является дорогостоящей. Учёные предложили решение этой проблемы путём увеличения срока службы торий-урановых топливных композиций, которые являются оптимальными для таких станций. Они провели расчёты, которые подтвердили возможность модернизации реакторов для увеличения срока службы и выгорания топлива. Это важные экономические факторы для ядерных энергоблоков, и их улучшение повышает конкурентоспособность таких реакторов.
В ходе исследования учёные рассмотрели различные комбинации топлива, включая торий-232 и уран-235, а также торий-232 и уран-233. Они провели расчёты для малого модульного водо-водяного реактора КЛТ-40С мощностью 150 МВт. С помощью математического моделирования они оценили работу реактора при разных составах топлива и разных диаметрах ТВЭЛ. Исследование показало, что увеличение диаметра ТВЭЛ приводит к удовлетворительным результатам в терминах теплофизических параметров, так как снижается плотность теплового потока с поверхности тепловыделяющего элемента.
Планируется проведение дальнейших исследований для реакторов, работающих на торий-плутониевом топливе. Применение тория в ядерной энергетике является перспективным, так как его запасы в природе гораздо больше, чем урана. Если учёным удастся найти оптимальные условия, то можно будет использовать нуклиды, которые в настоящее время мало применяются в энергетике. Это откроет новые возможности и поможет повысить эффективность использования ядерного топлива.