Az oroszországi Belojarszki Atomerőműben működő és kereskedelmi üzemben áramot termelő, folyékony nátrium hűtésű BN-600-as és BN-800-as gyorsneutronos blokkok után Kína lesz a világ második olyan országa, amely negyedik generációs, a nukleáris üzemanyagciklus zárását lehetővé tévő technológiát alkalmaz. A Roszatom nukleáris üzemanyaggyártó vállalata, a TVEL a napokban fejezte be a kínai CFR-600 gyorsneutronos reaktor indításához szükséges nukleáris üzemanyag szállítását.

Kína a Roszatom közreműködésével fejlesztette a demonstrációs célú CFR-600-as reaktort, amely az orosz BN-ekhez hasonlóan nátrium hűtésű. Az orosz atomenergetikai cég Kínában működő, illetve épülő termikus neutronos, VVER-1000-es és VVER-1200-as nyomott vizes blokkjai után Fucsien tartományban a Hsziapu Atomerőműben 2017-ben kezdte meg a CFR-600-as reaktor építését  a kínai állami atomenergetikai konszern, a CNNC. Ehhez az üzemanyagot a TVEL, a Roszatom nukleáris üzemanyagot gyártó vállalata egy 2019-es szerződés alapján gyártotta és szállította most le.

„A CFR-600-as gyorsneutronos blokkból rögtön kettőt is épít Kína”

A második egység kivitelezését 2020-ban kezdték meg, szintén a Hsziapu Atomerőmű területén. További párhuzam, hogy a tervezett orosz BN-1200-as gyorsneutronos blokkhoz hasonlóan a kínaiak is terveznek egy 1000 MW-os saját gyorsneutronos blokkot. A két, CAP-1000-es, majdani kereskedelmi üzemben termelő gyorsneutronos reaktor szintén az üzemanyagciklus zárásáról szól majd.

„Ez is mutatja, hogy Oroszországhoz hasonlóan Kína is meghatározó szerepet szán a 4. generációs blokkoknak a jövő atomenergetikájában”

Miről is van szó? A jelenleg működő  atomerőművek termikus neutronos reaktorai az urán 235-ös izotópját használják. A természetes uránnak viszont csak elenyésző hányadát, 0,72 százaléka 235-ös tömegszámú izotóp. A kis előfordulási aránya miatt 4,95 százalékra dúsított 235-ös uránizotópot használják energiatermelésre, a döntő része, több mint 99 százaléka viszont a természetes uránnak a 238-as tömegszámú urán izotóp, ami nem hasznosul a ma működő 2. és  3. generációs termikus neutronos reaktorokban.

„Az üzemanyag kiégésének mértékében egyre csökken a 235-ös, a láncreakciót fenntartani képes hasadóképes urán aránya. Ezért kell időről-időre friss üzemanyagra cserélni a reaktor aktív zónájában a kiégett fűtőelemeket”

A már kiégett nukleáris fűtőelemekben megmaradt 235-ös uránizotóp, a 238-as tömegszámú uránizotóp, valamint a plutónium a feldolgozás után viszont már alkalmas üzemanyagként a gyorsneutronos reraktorok számára. Ez az urán-dioxid, illetve plutónium-dioxid  (UO2, PuO2) alkotta MOX- (angol rövidítéssel mixed-oxide) üzemanyag a gyorsneutronos reaktorok üzemanyaga. Ezáltal a természetes uránnak már a 96 százaléka használható energiatermelésre szemben az eddigi 0,72 százalékkal.

„Ez a zárt üzemanyag ciklus fő előnye, ami hosszú távon lehetővé teszi, hogy a becsült 35 millió tonna természetes urán, nemkülönben az uránnál még nagyobb mennyiségben a Földön megtalálható tórium több ezer évre elegendő üzemanyagul szolgáljon az atomerőművek számára”

Ráadásul a világon felhalmozott hatalmas mennyiségű kiégett fűtőelem a gyorsneutronos technológiának köszönhetően többé már nem hulladék, hanem olyan újrahasznosítható energiahordozó, amelyből rengeteg energia nyerhető ki a gyorsneutronos reaktorokban. Ez a technológia sem hulladékmentes, viszont a zárt üzemanyag ciklus során a visszamaradó  hulladék már nem több ezer évig, hanem háromszáz évig sugároz, amely egészen más, olcsóbban kivitelezhető végső  elhelyezést tesz lehetővé.

„Oroszország és Kína – mint a fentiekből is látszik – nagyon komolyan és hosszú távon számol a maghasadáson alapuló termikus és gyorsneutronos technológiával”

Addig, amíg meg nem valósul az emberiség örök álma, a korlátlanul rendelkezésre álló energiaforrásként szolgáló, az atommagok egyesülésével keletkező fúziós energia használata. A tudósok azt mondják, ez még ötven év. Igaz ötven éve is azt mondták, hogy még ötven év…Viszont addig is van megoldás a fentiek fényében.

„A TVEL, a Roszatom üzemanyaggyártó vállalata a kínai CFR-600 gyorsneutronos blokk indításához szükséges üzemanyag-szállításra vonatkozó összes kötelezettségének eleget téve teljesítette a 2022-re tervezett kínai szállításait”

Mint a Roszatom sajtóközleményéből kiderül, az Elektrosztal városában található MSZZ üzemanyaggyártó üzemből vasúton juttatták  el az aktív zónához szükséges üzemanyag-kazettákat. A reaktorvezérlőt és a reaktor védelmi rendszerének berendezéseit korábban légi úton szállították Kínába. A CFR-600 számára készült urán üzemanyag gyártását 2021-ben kezdték meg az MSZZ üzemben, ehhez modernizálták a gyorsneutronos reaktorok számára készülő üzemanyag-kazetták gyártási részlegét, ehhez egyedi fejlesztésű berendezéseket telepítettek a helyszínen. 2021 végén a vezérlő- és védelmi rendszert leszállították a kínai megrendelőnek.

– A Roszatom egyedülálló, több mint negyven éves tapasztalattal rendelkezik a gyorsneutronos reaktorok számára szükséges üzemanyaggyártásban, és nagy lehetőséget látunk ennek a tapasztalatnak a további hasznosítására a kétkomponensű nukleáris energiastratégiánk megvalósításában (azaz  a termikus és a gyorsneutronos reaktorok egyidejű üzemeltetésével) nemcsak Oroszországban, hanem Kínában is – jelentette ki Oleg Grigorjev, a TVEL Rt. kereskedelmi és nemzetközi üzletágért felelős alelnöke.

„A TVEL üzemanyaggyártó vállalat (a Roszatom állami konszern nukleáris üzemanyaggyártó divíziója) nukleáris üzemanyaggyártással, uránátalakítással és -dúsítással, gázcentrifuga-gyártással foglalkozó vállalkozásokat, valamint kutató- és tervezőszervezeteket foglal magában”

Az orosz atomerőművek egyetlen kizárólagos nukleáris üzemanyagszállítójaként a TVEL 15 országban összesen 75 atomerőművi reaktort, a világ 9 országának kutatóreaktorát, valamint az orosz atomflotta hajóinak reaktorait látja el üzemanyaggal. A világon minden hatodik reaktor a TVEL-üzemanyagát használja. A TVEL a világ legnagyobb dúsítotturán-gyártója, valamint vezető szerepet tölt be a stabil izotópok globális piacán. Aktívan fejleszt új üzletágakat a vegyészet, a kohászat, az energiatárolási technológiák, a 3D nyomtatás, a digitális termékek, valamint a nukleáris létesítmények leszerelése területén. A TVEL keretén belül jöttek létre a Roszatom ipari integrátorai az additív technológiák, a villamosenergia-tároló rendszerek és a nukleáris létesítmények leszerelése területén. http://www.tvel.ru

„A CFR-600 üzemanyag szállítására vonatkozó szerződést az Oroszországi Föderáció és a Kínai Népköztársaság kormánya közötti megállapodás végrehajtásának részeként kötötték meg, amely egy nagyszabású, az elkövetkező évtizedekben végrehajtandó kétoldalú nukleáris ipari együttműködési program része”

A megállapodás elsősorban orosz tervezésű (3+ generációs) innovatív erőművek sorozatgyártására vonatkozik VVER-1200 reaktorok üzembe helyezésével, két kínai helyszínen: a Tianvani Atomerőműben és a Hszudabao Atomerőműben. A projektekre vonatkozó kormányközi dokumentumokból és keretszerződésekből álló megállapodáscsomagot 2018-ban írták alá a két államfő találkozójának keretében.

„Oroszország következetesen fejleszti nemzetközi kereskedelmi és gazdasági kapcsolatait, a baráti országokkal való együttműködésre helyezve a hangsúlyt”

A külső korlátozások ellenére az orosz gazdaság növeli exportlehetőségeit, árut, szolgáltatásokat és nyersanyagokat szállít szerte a világon. Folytatódik a nagy energetikai projektek megvalósítása, amelyek közül kiemelkedő a VVER-1200-as reaktorokkal felszerelt új, 3+ generációs erőművek építése Kínában a Tianvani Atomerőműben és a Hszudabao Atomerőműben valamint számos más helyszínen, köztük Pakson.