KAERI dostarczy paliwo do polskiego reaktora badawczego

Koreański Instytut Badań Energii Atomowej (KAERI) podpisał z Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBR) Memorandum of Understanding (MOU) o wzajemnej współpracy w zakresie dostaw paliwa jądrowego. Zgodnie z Porozumieniem, KAERI planuje w 2024 roku, w ramach próbnej dostawy paliwa jądrowego do reaktora badawczego NCBR Maria, z wykorzystaniem technologii wytwarzania paliwa jądrowego w postaci arkuszy niskowzbogaconego uranu (LEU).

Maria to 30-megawatowy wysokoprzepływowy reaktor berylowo-wodny z grafitowym reflektorem i kanałami ciśnieniowymi zawierającymi grupy sześciu koncentrycznych rurek elementów paliwowych. Maria osiągnęła swój pierwszy stan krytyczny w 1974 roku i działała do 1985 roku, kiedy to została zamknięta z powodu modernizacji, w tym rozbudowy matrycy berylowej; badanie rynien grafitowych; Ulepsz systemy wentylacji i temperatury. W latach 1996-2002 dokonano dalszych ulepszeń układu technologicznego (podczas bieżących przeglądów) obejmujących wymianę wymienników ciepła; wymiana sprzętu i systemu sterowania; unowocześnić system ochrony przed promieniowaniem; i unowocześnić system monitorowania bezpieczeństwa komponentów paliwowych. W 2014 r. reaktor został w pełni przestawiony z wysoko wzbogaconego uranu (HEU) na niskowzbogacony uran (LEU). Maria ma pozwolenie na eksploatację do 2025 r.

KEARI zauważył, że w poprzednich badaniach wysoko wzbogacony uran był używany jako paliwo do osiągnięcia wysokiej wydajności, ale obawy związane z proliferacją spowodowały, że większość reaktorów badawczych przeszła na uran nisko wzbogacony. Zauważył, że „aby zastąpić nisko wzbogacony uran przy zachowaniu wysokiej wydajności, należy zwiększyć gęstość uranu w paliwie jądrowym”. Firma KAERI rozwiązała ten problem „opracowując jedyną na świecie technologię produkcji proszku paliwa jądrowego z rozpylaniem odśrodkowym”. Jest to „metoda wytwarzania w dużych ilościach drobnego, jednorodnego sferycznego proszku poprzez topienie krzemianu uranu w wysokiej temperaturze 2000°C, a następnie natryskiwanie go na dysk, który obraca się z dużą prędkością”. obecnej metody kruszenia materiałów jeden po drugim i możliwe jest wytwarzanie płyt paliwowych Jądrowych o wysokiej gęstości 5,3 g/cm³ lub większej.

Obecnie Francja, Stany Zjednoczone i Korea są jedynymi producentami niskowzbogaconego krzemionkowego uranu o dużej gęstości. KAERI rozpoczęło prace rozwojowe w 2018 roku i „udowodniło doskonałość krajowego paliwa jądrowego w umowie o wspólnych badaniach w celu weryfikacji wydajności paliwa jądrowego podpisanej z Belgią w 2021 roku”. Od grudnia 2021 r. do marca 2022 r. KAERI przeprowadziła I fazę weryfikacji działania płytowego paliwa jądrowego w ośrodku badawczym BR2 w Belgii, aby potwierdzić jego bezpieczeństwo.

KAERI powiedział, że porozumienie robocze z Polską jest pierwszym przypadkiem, w którym paliwo jądrowe opracowane przy użyciu wyłącznie krajowej technologii jest dostarczane za granicę jako główny kompleks testowy (LTA). „Jest to ostatni etap weryfikacji wykonania, ponieważ jest dokonywany osobno w formie przeznaczonej dla Marii, czyli przeszedł do etapu dyskusji eksportowych”.

Do końca 2023 roku KAERI planuje dalszy rozwój technologii produkcji zestawów wyświetlaczy paliwa jądrowego niezbędnych do demonstracji w oparciu o badania w reaktorze Maria. Celem jest dostarczenie do NCNR dwóch pakietów demonstracyjnych paliwa jądrowego Maria w 2024 r. i przejście przeglądu bezpieczeństwa. Celem jest zakwalifikowanie się do ostatecznego przetargu na dostawę paliwa jądrowego do badania Maria w 2026 roku.

Jung Yong-jin, kierownik działu paliwa jądrowego do reaktorów badawczych w KAERI, powiedział: „Biorąc pod uwagę, że światowy rynek paliwa jądrowego jest wart 300 miliardów KRW (230 milionów dolarów) rocznie dzięki badaniom, jeśli współpraca między tymi dwiema instytucjami w celu weryfikacji paliwa jądrowego będzie sukces po Po zakończeniu KAERI może spodziewać się generowania ponad 30 miliardów KRW w eksporcie paliwa jądrowego rocznie.” Ma to wyjaśnić.

Zdjęcie: KAERI jako jedyny instytut badawczy na świecie produkuje niskowzbogacone uranowe paliwo jądrowe o wysokiej gęstości w postaci płyt, stosując technologię wytwarzania proszków paliwowych w sprayu odśrodkowym