«روساتوم» تشرع في اختبار وقود موكس من أجل مفاعلات VVER

بأ معهد الأبحاث العلمية للمفاعلات النووية في ديميتروفجراد اختبار عناصر توليد الحرارة من نوع مفاعل القدرة المائي-المائي (VVER) مع وقود اليورانيوم والبلوتونيوم "موكس" في مفاعل الأبحاث "مير".

«روساتوم» تشرع في اختبار وقود موكس من أجل مفاعلات VVER

وبناءً على نتائج التشعيع والتجارب الخاصة، يعتزم علماء شركة روساتوم إثبات كفاءة وسلامة تشغيل وقود "موكس" في مفاعلات من نوع (VVER)، والتي تشكل أساس الطاقة النووية في روسيا وتستخدم على نطاق واسع في الخارج في محطات الطاقة النووية ذات التصميم الروسي.

خطوة جديدة في الصناعة النووية الروسية

وتعتبر تلك الخطوة جديدة في الصناعة النووية الروسية ضمن إطار إغلاق دورة الوقود النووي، وفي الوقت الحاضر يتم إنتاج وقود "موكس" في روسيا فقط للمفاعلات النيوترونية السريعة، حيث يعمل أقوى مفاعل "سريع" في العالم BN-800 على مثل هذا الوقود ضمن قوام محطة بيلويارسك النووية. بالنسبة لمحطات مفاعل (VVER) "مفاعلات النيوترونات الحرارية بالماء الخفيف، النظير في الغرب PWR" ابتكر علماء روساتوم وقود الريمكس من اليورانيوم والبلوتونيوم، والذي اجتاز بنجاح الدورة الكاملة للتشغيل على شكل قضبان وقود تجريبية (ڤي ڤي إي آر-1000)، ويتم تشغيله الآن على أنه جزء من وقود – ريمكس.

وفي الوقت نفسه يصل محتوى البلوتونيوم في وقود ريمكس إلى 1.5% وهو يعتمد على مزيج من اليورانيوم المتجدد "غير المحترق" والبلوتونيوم المتكون في المفاعل.

وقود موكس هو خليط من أكاسيد البلوتونيوم المنفصلة عن الوقود المستهلك

وبدوره يمكن تعريف وقود موكس على إنه هو خليط من أكاسيد البلوتونيوم المنفصلة عن الوقود المستهلك، وكذلك أكاسيد اليورانيوم المستنفد، والتي تتشكل كمنتج ثانوي أثناء إنتاج الوقود النووي في مرحلة تخصيب اليورانيوم.

ومن المتوقع أن يحتوي وقود موكس الخاص بـ (VVER) على ما يقرب من 5.5-7.5% من البلوتونيوم. وهذا يدوره سوف يضمن قدرًا أكبر من المرونة والكفاءة في استخدام المواد النووية المُجددة في دورة الوقود لمفاعلات (ڤي ڤي إي آر - VVER) وتقليص تكاليف تصنيع وقود اليورانيوم والبلوتونيوم أثناء الانتقال إلى استخدامه على نطاق واسع.

وفي السياق ذاته، أشار الكسندر أوغريوموف النائب الأول لمدير قسم الأنشطة العلمية والتقنية لدى شركة "تفيل" قائلاً: "يعتبر اليورانيوم الطبيعي المخصب اليوم – كما كان على مدى عقود من الزمن - الوقود النووي لمفاعلات (ڤي ڤي إي آر)، وفي حالات نادرة اليورانيوم المتجدد. ومع ذلك في المستقبل القريب سنكون قادرين، مع توفر مراجع مؤكدة لوقود اليورانيوم والبلوتونيوم، على تقديم مجموعة كاملة من الخيارات لمركب الوقود، اعتمادًا على متطلبات المفاعل واستراتيجية دورة الوقود، ونظراً إلى أن أساس الطاقة النووية هو على وجه التحديد المفاعلات الحرارية للمياه الخفيفة، سنكون قادرين على توسيع قاعدة مواردها عدة مرات ومعالجة الوقود المشع بدلاً من تخزينه وأيضًا تقليل كمية النفايات النووية بشكل كبير".

ومن أجل إجراء الاختبارات في مفاعل "مير"، بالتعاون بين مؤسسات شركة روساتوم للوقود "تفيل" وهي: الشركة المساهمة "معهد أبحاث التكنولوجيا العالية للمواد غير العضوية" ومصنع نوفوسيبيرسك للمركزات الكيميائية ومعمل المواد الكيميائية السيبيري تم انتاج واجتاز مرحلة الاعتماد 21 عنصر وقود (قضبان وقود) تعتمد على حبيبات وقود موكس المحتوي على الطاقة البلوتونيوم 5-12%.

تحتوي مجموعة الوقود التجريبية التي تم تحميلها في القناة الحلقية لمفاعل الأبحاث على 12 قضيب وقود، كما ستتم إضافة 9 قضبان وقود "جديدة" أخرى تدريجيًا بدلاً من القضبان التي تعرضت للاشعاع، وسيتم إزالة بعضها في كل مرحلة من مراحل الاختبار لإجراء الدراسات ما بعد تشغيل المفاعل (عند الوصول إلى مستوى معين من احتراق الوقود).

وضع مناهج اختبار وإجراء الحسابات الأولية للوقود

في هذا الصدد، نوه ألكسندر توزوف مدير معهد الأبحاث العلمية للمفاعلات النووية في ديميتروف قائلاً: "قام المتخصصون في المؤسسة بجميع الأعمال التمهيدية اللازمة بهدف الحصول على البيانات التجريبية اللازمة، وعلى وجه الخصوص تم وضع مناهج اختبار وإجراء الحسابات الأولية وتم إعداد برنامج لأبحاث علوم المواد ووثائق التصميم، مع العلم أن البنية التحتية للمؤسسة تسمح بإجراء قائمة كاملة لكل من الدراسات أثناء عمل المفاعل وما بعده، ونظرًا للطلب المتزايد على مثل هذا العمل لشركائنا فإننا نعمل بشكل منهجي - بدعم من شركة روساتوم - على تنفيذ المشروع لتحديث قاعدة بيانات المفاعل ومجمع علوم المواد في المعهد".

تتمثل الإستراتيجية الروسية لتطوير الصناعة النووية في إنشاء صناعة طاقة نووية مكونة من عنصرين مع مفاعلات نيوترونية حرارية وسريعة، فضلاً عن إدخال تقنيات لإغلاق دورة الوقود النووي القائمة على تصنيع وقود اليورانيوم والبلوتونيوم الطازج من الوقود المستهلك.

وفي الوقت نفسه ومع انتشار المفاعلات "السريعة" بشكل أكبر، من المتوقع أن يتحقق التوازن في "دوران" مواد الوقود النووي بين المفاعلات العاملة على النيوترونات السريعة والنيترونات الحرارية.