Energetyka: Reaktor jest opracowywany przez biuro projektowe OKB Gidropress należące do Rosatomu

Energia jądrowa wytwarza 29 procent światowej energii wolnej od emisji CO2. Na świecie działa 440 reaktorów

Do roku 2030 rozpocznie się budowa innowacyjnego wodnego reaktora ciśnieniowego sterowanego widmem neutronów WWER-S – mówi wicepremier Rosji Aleksander Nowak podczas prezentacji dotyczącej federalnego projektu Nowej Energii Jądrowej. Tę infotmację przytacza Polski Atom.

- VVER-S (lub VVER-SM) jest opracowywany przez biuro projektowe OKB Gidropress należące do Rosatomu jako krok w kierunku wdrażania reaktorów powielających i w celu uzyskania lepszego wykorzystania paliwa uranowego. Podstawowa różnica między WWER-S a konwencjonalnymi reaktorami WWER polega na sterowaniu widmem neutronów - zastąpieniu regulacji jego mocy za pomocą ciekłego boru i kontrolowaniu pracy reaktora przez zmianę widma neutronów w rdzeniu poprzez zmianę stosunku ilości wody do uranu. Odbywa się to za pomocą wymiennych wypieraczy wody (displacers) wprowadzonych do każdego zestawu paliwowego (w 132 zestawach paliwowych z 241 w reaktorze 3300 MWt) podczas kampanii paliwowej. W WWER-S zamiast absorpcji w kwasie borowym, nadmiar neutronów jest absorbowany przez uran-238. W ten sposób powstaje pluton – nowe paliwo rozszczepialne - czytamy na stronie Polskiego Atomu.

Informuje on, że regulację widmową uzyskuje się poprzez zmianę stosunku wody do uranu w procesie wypalania paliwa. Kompensacja wypalenia za pomocą trucizn jest zminimalizowana i zastąpiona przesunięciem widma neutronów.

- Świeże paliwo ma w każdym zestawie tzw. wypieracze, które zmniejszają ilość moderatora (wody) w rdzeniu i przesuwają widmo bardziej w kierunku neutronów prędkich, co zmniejsza współczynnik reaktywności i zwiększa współczynnik powielania paliwa jądrowego (w przeciwieństwie do regulacji borem lub za pomocą trucizn wypalanych). W miarę postępu wypalania paliwa i gromadzenia się w nim produktów rozszczepienia, zmniejszając współczynnik powielania, wypieracze są stopniowo usuwane, co zwiększa stosunek woda-uran i spowalnia widmo neutronów do wartości zbliżonych do termicznych. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie izotopów Pu-239 i Pu-241, powstających z U-238. Stosunek wody do uranu w rdzeniu wynosi około 1,5 na początku cyklu i około 2,0 na jego końcu - czytamy.

Polski Atom przypomina, ze projekt WWER-S z widmową kontrolą rdzenia, jest rozwijany jako następca WWER-TOI po 2030 roku i będzie w stanie działać wydajnie przy użyciu 100 proc. paliwa MOX. Gidropress twierdzi, że zastosowanie systemu regulacji widmowej ma wiele zalet. Oszczędza naturalny uran - przy tej samej mocy reaktor sterowany widmowo zużyje o 30 proc. mniej uranu w otwartym cyklu paliwowym. Jednak WWER-S może pracować zarówno w otwartym, jak i zamkniętym cyklu paliwowym. Sterowanie widmem neutronów umożliwia załadowanie do reaktora na lekką wodę rdzenia składającego się w całości z paliwa na bazie mieszaniny tlenków uranu i plutonu (MOX). Obecnie reaktory z lekką wodę mogą pracować z rdzeniem zawierającym nie więcej niż 50 proc. paliwa MOX. W ten sposób WWER-S może zużywać zregenerowane paliwo w ramach zamkniętego jądrowego cyklu paliwowego. Ponadto wymagany poziom bezpieczeństwa dla elektrowni jądrowych generacji 3+ jest zapewniony bez konieczności stosowania systemu regulacji borem. Projektowany okres użytkowania głównego wyposażenia wynosi co najmniej 60 lat.

- Wstępne prace nad WWER-S rozpoczęły się w 2019 roku w celu opracowania głównych rozwiązań projektowych związanych z fizyką rdzenia, systemami technologicznymi i optymalizacją projektu. Zastosowanie wypieraczy umożliwia wytworzenie twardszego widma neutronowego (z neutronami o większej energii, prędkimi) na początku kampanii paliwowej i wykorzystanie neutronów, które normalnie są absorbowane w konwencjonalnych WWERach, do produkcji nowych materiałów rozszczepialnych. Gdy rdzeń wypala się, wypieracze są usuwane i zastępowane wodą. Pod koniec kampanii paliwowej WWER-S będzie działał jak konwencjonalny reaktor wodny WWER - czytamy.