РЕПОРТАЖ: Как делают ядерное топливо для Белорусской АЭС

12.09.2018

Ядерное топливо прибудет на Белорусскую АЭС уже к концу года. Из центра Сибири до Островца ему нужно будет преодолеть по железной дороге более 3,5 тыс. км, чтобы в 2019 году можно было сделать начальную загрузку и запустить первый энергоблок. Росатом показал, где и как производят партию ядерного топлива для Беларуси.

Поставщиком ядерного топлива для АЭС в Островце выступит Россия, соглашение с Топливной компанией Росатома "ТВЭЛ" было подписано в конце прошлого года. На топливе "ТВЭЛ" работает каждый шестой энергетический реактор в мире. Российским ядерным топливом для реакторов ВВЭР обеспечиваются атомные станции не только в России, но и в Венгрии, Словакии, Чехии, Болгарии, Иране, Армении, Украине, Финляндии, Индии, Китае.

Беларусь станет для "ТВЭЛ" 15-й страной в географии поставок ядерного топлива. Производить его могут на двух предназначенных для этого площадках "ТВЭЛ" - под Москвой в Электростали или в Новосибирске. Топливо для первой загрузки решили делать на Новосибирском заводе химконцентратов, несмотря на то что географически оно дальше от белорусской границы, чем Машиностроительный завод (ПАО “МСЗ”) в Электростали. На предприятии объясняют это плановой загрузкой обеих площадок и заверяют, что транспортное плечо кардинально ни на что не влияет, стоимость и сроки для белорусской стороны остаются прежними. С этой же площадки топливо поставляют для зарубежных заказчиков в Китае, Индии, Иране, Болгарии и Швеции.

Производство ядерного топлива в упрощенном виде можно сравнить с конструктором. Таблетки диоксида урана помещаются в тепловыделяющие элементы (твэлы) с оболочками из циркониевого сплава (350 таблеток на один твэл). Тепловая энергия, выделяемая одним твэлом за срок службы, эквивалентна 225 т нефти, 300 т угля или 250 куб. м газа. Далее 312 герметичных металлических трубок с урановой начинкой соберут в одну топливную кассету - тепловыделяющую сборку (ТВС).

На Новосибирском заводе химконцентратов (ПАО “НЗХК”), где работают с низкообогащенным ураном, показывают, как выглядит цикл производства топлива для Беларуси. С обогатительных комбинатов завод в Новосибирске получает гексафторид урана. Здесь его превращают в диоксид (двуокись урана), и этот порошок становится сырьем, которое смешивают с определенными добавками и отправляют в установку грануляции. Порошок засыпают в матрицу и прессуют в топливные таблетки. "Чтобы сделать одну таблетку, нужно дня два, а технологический цикл изготовления тепловыделяющей сборки займет две недели. Практически все операции автоматизированы", - поясняет ведущий инженер цеха №10 (где делают твэлы) Евгений Авдеев. Для загрузки первого энергоблока БелАЭС отправят 163 ТВС, еще 17 будут резервными.

После прессования цилиндрические таблетки отправляют в молибденовую лодку, дальше по конвейеру - "запекание" почти на 14-19 часов в специальной печи. Оттуда они выходят в совершенно другом виде - меняется и размер, и цвет. После обработки в печи спекания каждая из них шлифуется. "Контрольные операции есть на каждом этапе производства: сколько операций изготовления - столько и контроля", - говорит Евгений Авдеев. После "запекания" проверяются длина таблеток, диаметр, наличие дефектов. Из 100 проверку не проходят в среднем 3 таблетки, их окисляют и возвращают на стартовые позиции, где они снова включаются в производственный процесс. Таким образом, урановых отходов на предприятии нет.

На следующем участке цеха таблетки упаковывают в твэлы, они наполняются гелием и проходят цикл сварки. Ключевое требование - герметичность стержня, чтобы не было выхода радиоактивности. Эти циркониевые трубки привозят в Новосибирск из Удмуртии, там расположено их производство - Чепецкий механический завод, который тоже в структуре "ТВЭЛ".

На каждом твэле есть штрих-код, который несет всю информацию, где, когда и кем сделано ядерное топливо.

"Когда оболочка со штрих-кодом пришла на позицию снаряжения, считыватель сканирует штрих-код и запоминает его. Далее такие считыватели фиксируют действия на всех этапах производства. Такая база данных есть по каждому элементу, технологический паспорт с данной информацией есть и у нас, и мы поделимся им с БелАЭС. Эта информация хранится 50 лет. Если что-то где-то произойдет, то мы откроем всю цепочку каждого твэла - кто, когда, как и из чего его делал", - рассказывает Евгений Авдеев. Сегодня у одного твэла семилетний срок службы, а начиналось все с двух лет.

Из твэлов роботы комплектуют тепловыделяющие сборки, то есть само ядерное топливо, которое запечатывается в транспортно-упаковочные контейнеры и ждет отправки в Беларусь.