KAERI dostarcza paliwo do polskiego reaktora badawczego

Koreański Instytut Badań nad Energią Atomową (KAERI) podpisał Memorandum of Understanding (MOU) z Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBR) w sprawie wzajemnej współpracy w zakresie demonstracji paliwa jądrowego. W ramach memorandum KAERI planuje w 2024 roku przetestować jądrowy reaktor badawczy NCNR Maria, wykorzystując swoją zastrzeżoną technologię do produkcji nisko wzbogaconego uranu (LEU) i krzemku uranu (U3Si2). .

Maria to reaktor basenowy o wysokim strumieniu 30 MWt, moderowany wodą i berylem, z grafitowym odbłyśnikiem i kanałami ciśnieniowymi zawierającymi koncentryczne sześciorurowe zespoły paliwowe. Maria osiągnęła pierwszy stan krytyczny w 1974 roku i działała do 1985 roku, kiedy to została wyłączona z powodu modernizacji, w tym rozbudowy matrycy berylowej; inspekcja bloków grafitowych; oraz modernizację systemów wentylacji i temperatury. W latach 1996-2002 przeprowadzono dalszą modernizację układu technologicznego (podczas bieżącej konserwacji), obejmującą wymianę wymienników ciepła; wymiana oprzyrządowania i układu sterowania; modernizacja systemu ochrony przed promieniowaniem; oraz modernizację systemu monitorowania integralności zespołu paliwowego. Reaktor został w pełni przekształcony z wysoko wzbogaconego uranu (HEU) na nisko wzbogacony uran (LEU) jako paliwo w 2014 roku. Maria ma licencję na działalność do 2025 roku.

KEARI zauważył, że poprzednie badania wykorzystywały HEU jako paliwo do osiągnięcia dużej mocy, ale obawy dotyczące rozpowszechniania skłoniły większość reaktorów badawczych do przejścia na LEU. „Aby zastąpić LEU przy zachowaniu wysokich osiągów, należy zwiększyć gęstość uranu w paliwie jądrowym” – zauważono. KAERI rozwiązało ten problem „opracowując jedyną na świecie technologię wytwarzania proszku paliwa jądrowego przez rozpylanie odśrodkowe”. To „jest metoda masowej produkcji drobnego i jednorodnego sferycznego proszku poprzez topienie krzemku uranu w wysokiej temperaturze 2000? a następnie spryskać nią obracający się z dużą prędkością dysk”. Generuje mniej zanieczyszczeń niż istniejąca metoda kruszenia materiałów jeden po drugim i możliwe jest wytwarzanie jądrowych paneli paliwowych o wysokiej gęstości 5,3 gU/cm3 lub większej.

Obecnie Francja, Stany Zjednoczone i Korea są jedynymi producentami paliwa jądrowego LEU z paneli krzemkowych o dużej gęstości. KAERI rozpoczęła prace rozwojowe w 2018 roku i „wykazała doskonałość krajowych paliw jądrowych w ramach umowy o wspólnych badaniach podpisanej z Belgią w 2021 roku w celu weryfikacji wydajności paliw jądrowych”. Od grudnia 2021 do marca 2022 roku KAERI przeprowadziła pierwszy etap weryfikacji działania płytowego paliwa jądrowego w belgijskim ośrodku badawczym BR2 w celu potwierdzenia jego bezpieczeństwa.

KAERI powiedział, że umowa biznesowa z Polską jest pierwszym przypadkiem, w którym paliwo jądrowe opracowane przy użyciu wyłącznie krajowej technologii jest wysyłane za granicę jako wiodący zespół testowy (LTA). „To ostatni etap weryfikacji wydajności, ponieważ jest produkowany osobno w niestandardowej formie dla Marii, co oznacza, że ​​przeszedł do etapu dyskusji eksportowych”.

Do końca 2023 roku KAERI planuje dalszy rozwój technologii wytwarzania zespołów demonstracyjnych paliwa jądrowego, niezbędnych do demonstracji na podstawie badań w reaktorze Maria. Celem jest dostarczenie do NCBiR dwóch wiązek zestawów demonstracyjnych paliwa jądrowego Maria w 2024 r. i uzyskanie poświadczenia bezpieczeństwa. Celem jest zakwalifikowanie się do ostatecznego przetargu na dostawy paliwa jądrowego do badania Maria w 2026 roku.

Jung Yong-jin, szef działu paliwa jądrowego w reaktorach badawczych w KAERI, powiedział: „Biorąc pod uwagę, że globalny rynek paliwa jądrowego poprzez badania jest wart 300 miliardów KRW (230 milionów USD) rocznie, jeśli współpraca między dwoma instytucjami weryfikującymi paliwo jądrowe zakończy się pomyślnie, KAERI może spodziewać się eksportu paliwa jądrowego o wartości ponad 30 miliardów KRW rocznie” – wyjaśnił.

Zdjęcie: KAERI jest jedynym instytutem badawczym na świecie, który wytwarza wysokogęste, niskowzbogacone, niskowzbogacone paliwo jądrowe z krzemku uranu w formie płytowej, stosując technologię wytwarzania proszku paliwowego przez rozpylanie odśrodkowe