Вісник НАН України. 2017. № 7.17-24
https://doi.org/10.15407/visn2017.07.016 

КРАСНОРУЦЬКИЙ  Володимир Семенович —
кандидат фізико-математичних наук, директор Науково-технічного комплексу «Ядерний паливний цикл» Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут»

ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АЕС, ЯДЕРНОГО ПАЛИВНОГО ЦИКЛУ ТА ДИВЕРСИФІКАЦІЇ ДЖЕРЕЛ ПОСТАЧАННЯ ЯДЕРНОГО ПАЛИВА УКРАЇНИ
Стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 19 квітня 2017 року

У доповіді комплексно розглянуто актуальні проблеми ядерного паливного циклу та безпеки ядерних енергоблоків АЕС України, зокрема питання диверсифікації ядерного палива для водо-водяних енергетичних реакторів (ВВЕР-1000) і розширення експлуатації модернізованого ядерного палива виробництва компанії «Westinghouse». Забезпечення енергетичної незалежності України потребує активізації робіт з фізики реакторів, науково-технічного супроводу використання альтернативних видів ядерного палива, подовження термінів експлуатації реакторних блоків, розроблення та впровадження нових циклів роботи реакторів, а також заходів, спрямованих на створення власного промислового виробництва ядерного палива та довготривалих сховищ високоактивних відходів.

Шановний Борисе Євгеновичу!

Шановні члени Президії!

Ядерна енергетика — це поєднання передових досягнень науки і шляхів вирішення проблем, зумовлених потенційною небезпекою роботи з ядерним паливом на всіх етапах ядерного паливного циклу. Ядерне паливо є основою, так би мовити, «економіки» атомної енергетики.

Загальна схема ядерного паливного циклу (ЯПЦ) складається з трьох основних стадій:

1) виробництво ядерного палива — видобуток уранової руди, збагачення природного урану ізотопом 235U; виготовлення комплектуючих із конструкційних матеріалів,

Табл. 1. Блоки АЕС України, призначені для використання модернізованого ядерного палива, і терміни експлуатації блоків

АЕС

Блоки

Встановлена потужність, МВт

Проектний строк завантаження палива ТВЗ-WR

Термін експлуатації, до

Подовження строку експлуатації, до

Запорізька

1

1000

2017-ТВЗ-WR

23.12.2015

2025

3

1000

2017-ТВЗ-WR

05.03.2017

 

4

1000

2017-ТВЗ-WR

04.04.2018

 

5

1000

2016-ТВЗ-WR

2017-ТВЗ-WR

27.05.2020

 

Южно-Українська

2

1000

2017-ТВЗ-WR

12.05.2015

2025

3

1000

2005-ТВЗ-W

2015-ТВЗ-WR

2016-ТВЗ-WR

2017-ТВЗ-WR

10.02.2020

 

складання тепловидільних елементів (твелів) і тепловидільних збірок (ТВЗ);

2) експлуатація ядерного палива — вхідний контроль тепловидільних збірок, використання їх у робочому режимі ядерного реактора, тимчасове зберігання відпрацьованого ядерного палива у резервуарах, заповнених водою, — так званих басейнах витримки;

3) поводження з відпрацьованим ядерним паливом — транспортування і зберігання відпрацьованого ядерного палива, його перероблення і кондиціонування; захоронення високоактивних відходів.

Є два види ядерного паливного циклу — відкритий і замкнений. За відкритого ЯПЦ відпрацьоване ядерне паливо використовується одноразово, не переробляється і підлягає остаточному захороненню у геологічних формаціях. У разі замкненого ЯПЦ використане ядерне паливо переробляють радіохімічними методами, вилучають з нього уран, у тому числі 235U, і напрацьований плутоній, які далі застосовують у виробництві ядерного палива для повторного використання.

За часів Радянського Союзу на всі АЕС України постачалося ядерне паливо, вироблене на території Росії, і після здобуття незалежності наша країна залишилася без власного виробництва ядерного палива. Монопольне становище Російської Федерації у забезпеченні найважливішої стадії ядерного паливного циклу суперечило економічним інтересам і національній енергетичній безпеці України, а тому гостро постало питання пошуку альтернативного постачальника тепловидільних елементів для роботи вітчизняних атомних станцій або організації власного промислового виробництва ядерного палива. У 1999 р. в рамках Виконавчої угоди між урядом України та урядом Сполучених Штатів Америки стосовно проекту кваліфікації ядерного палива для України на базі Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» було створено Центр проектування активних зон (ЦПАЗ). Фахівці цього підрозділу пройшли в компанії «Westinghouse» навчання з методологічних основ проектування активних зон і обґрунтування безпеки роботи ядерного палива в активних зонах реакторів. У результаті виконання цього проекту було розроблено конструкції і технології виробництва альтернативних варіантів твелів і тепловидільних збірок для реакторів ВВЕР-1000, виготовлено дослідні партії збірок і проведено їх реакторні випробування на третьому блоці Южно-Української атомної електростанції. На основі розрахунків і результатів дослідно-промислової експлуатації проектні параметри розробленого палива, працездатність твелів і тепловидільних збірок, а також безпеку їх експлуатації було підтверджено впродовж 4-річного паливного циклу. Крім того, розроблено підходи та систему виконання вимог Державної інспекції ядерного регулювання України для отримання дозволу на експлуатацію нових модифікацій ядерного палива.

За результатами виконання проекту ДП НАЕК «Енергоатом» розробив Програму робіт з впровадження модернізованого ядерного палива (ТВЗ-WR) виробництва компанії «Westinghouse» на енергоблоках АЕС України, якою передбачено впровадження нового ядерного палива на 6 енергоблоках АЕС України — на чотирьох атомних блоках Запорізької АЕС і на двох блоках Южно-Української АЕС (табл. 1). Це дуже велике і складне комплексне завдання, яке потребує поєднання зусиль різних фахівців. Тому для більш ефективної координації робіт було створено штаб і робочу групу контролю за виконанням Програми на чолі з президентом НАЕК «Енергоатом» Ю.О. Недашківським. Слід зазначити, що всі роботи за Програмою виконуються чітко за графіком, без жодного відхилення від встановлених термінів. Результатом виконання усіх запланованих робіт за Програмою має стати дозвіл на промислову експлуатацію системи моніторингу активної зони реактора (BEACON) для Запорізької АЕС в умовах «змішаного» завантаження активної зони і ліцензія на експлуатацію в Україні ядерного палива альтернативного постачальника в реакторах ВВЕР-1000. Це дозволить нашій державі бути вільною у виборі постачальників ядерного палива для власних АЕС (рис. 1).

Повний текст

Additional uncaught exception thrown while handling exception.

Original

PDOException: SQLSTATE[HY000]: General error: 2006 MySQL server has gone away: SELECT 1 AS expression FROM {variable} variable WHERE ( (name = :db_condition_placeholder_0) ); Array ( [:db_condition_placeholder_0] => cron_last ) in variable_set() (line 1240 of /home/visnyk-nanu/www/includes/bootstrap.inc).

Additional

PDOException: SQLSTATE[HY000]: General error: 2006 MySQL server has gone away: SELECT s.lid, t.translation, s.version FROM {locales_source} s LEFT JOIN {locales_target} t ON s.lid = t.lid AND t.language = :language WHERE s.source = :source AND s.context = :context AND s.textgroup = 'default'; Array ( [:language] => uk [:source] => %type: !message in %function (line %line of %file). [:context] => ) in locale() (line 720 of /home/visnyk-nanu/www/modules/locale/locale.module).


Uncaught exception thrown in shutdown function.

PDOException: SQLSTATE[HY000]: General error: 2006 MySQL server has gone away: DELETE FROM {semaphore} WHERE (value = :db_condition_placeholder_0) ; Array ( [:db_condition_placeholder_0] => 94734223059ea67d1a6ecf5.23499323 ) in lock_release_all() (line 269 of /home/visnyk-nanu/www/includes/lock.inc).