Как производят, на чем повезут и сколько будет работать ядерное топливо первой поставки на БелАЭС

Источник материала:

В конце года на белорусскую атомную станцию в Островце должны завезти первую партию ядерного топлива. Его для БелАЭС производят на Новосибирском заводе химконцентратов, который входит в структуру госкорпорации «Росатом» — топливную компанию ТВЭЛ. TUT.BY посмотрел, как производится ядерное топливо для Островца, сколько этапов контроля оно проходит, и узнал, как его доставят в Беларусь.

«В процессе производства ядерное топливо 11 раз проходит контроль качества»

У «Росатома» два завода, изготавливающих ядерное топливо для атомных станций: в Подмосковье и Новосибирске. На белорусскую АЭС топливо будет поставлять Новосибирский завод химконцентратов (ПАО «НЗХК»). Руководство завода поясняет, что никакого технического вопроса в этом нет, Новосибирск был выбран для равномерной загрузки мощностей каждого завода. Сегодня новосибирский завод делает топливо для АЭС в России, Украине, Индии, Иране, Китае, Болгарии.

Вход на завод — только после тщательного досмотра. Брать с собой телефоны и даже диктофоны строго запрещено.

— Чтобы не допустить утечки информации, — объясняет нам сотрудник службы охраны и добавляет, что на входе нас проведут через рамки с металлоискателями, на выходе — через рамки, сканирующие на наличие делящихся материалов. На недоумевающие взгляды журналистов отвечает: «А вдруг таблетка урана вам в карман закатится». Таких случаев на заводе, конечно, не было, но проверить обязаны, — говорят нам.

Первую партию ядерного топлива для Беларуси производят в цеху № 10. Начали в августе, закончить должны к концу сентября. Сам цех состоит из нескольких участков, но работников тут немного — все полностью автоматизировано, участие человека сведено к минимуму. Заходить в цех без средств индивидуальной защиты запрещено, поэтому на всех сотрудниках — белые халаты, плотные бахилы, на головах — шапочки, на лицах — марлевые повязки.

Если говорить правильно, то цех производит тепловыделяющие сборки — ТВС, которые состоят из трубок из циркониевого сплава, внутри которых и находится ядерное топливо в виде спрессованных, спеченных «таблеток» диоксида урана весом пять граммов каждая.

Весит она немного, но энергия, которую выделяет одна таблетка, эквивалентна энергии, выделяемой 640 кг древесины или 400 кг каменного угля.

Трубку с таблетками называют твэл — тепловыделяющий элемент. В одну трубку входит 350 таблеток диоксида урана, в одну тепловыделяющую сборку 312 трубок, а в один реактор — 163 сборки. Все элементы — от порошка диоксида урана для таблеток до укомплектованных сборок — делают в одном цеху.

От запуска производства сырья — порошка до готовой продукции — упакованной кассеты — две недели. Если описывать процесс изготовления примитивно, то производство выглядит так: порошок загружается в автоматы, там он прессуется в таблетки, они обжигаются, шлифуются, проходят на автоматический контроль качества на наличие брака и выходят из печи. Затем таблетки помещаются в изготовленные на отдельных станках трубки, которые позже соединяются в «пучок». Его запечатывают, промывают, протирают спиртом и упаковывают — теперь это кассеты для загрузки в реактор. При этом все изготавливают только после получения заказа.

— Про запас не делается ничего, нет смысла. Только под конкретный срок поставки делаются и таблетки, и ТВС, — говорит ведущий инженер цеха № 10 Евгений Авдеев. — Контроль качества автоматический. Если с таблеткой что-то не так, она автоматически возвращается на доработку, там превращается снова в порошок и снова идет на прессовку. Обычно брака процента три.

В процессе изготовления ядерное топливо на каждом этапе производства проходит контроль качества. Всего его проверяют 11 раз.

— У нас есть «ловители брака», которые выявляют все недоработки. Все контрольные операции не разрушающие, они выполняются в автоматическом режиме, без участия человека. Все параметры контроля по каждому тепловыделяющему элементу фиксируются в операционной памяти на каждой установке, а потом передаются в общий технологический паспорт, где и хранятся. При этом, если что-то с твэлом уже на месте будет не так, мы сможем отследить эту партию, дату, когда изделие было изготовлено и как прошло контроль, — объясняет специалист.

В Беларусь топливо поедет на поезде под конвоем

Ядерное топливо с новосибирского завода на атомные станции поставляют разными способами, это зависит от страны-заказчика. Его могут привозить самолетом, морскими судами, автомобилями или поездом. В Беларусь топливо поедет именно по железной дороге. Перед отправкой партию топлива проверят в Новосибирске вместе с белорусскими специалистами на соответствие качеству, конструкторской и технической документации. По прибытии в Островец его также проверят белорусские специалисты совместно с представителями поставщика.

— Партия будет состоять из 180 тепловыделяющих сборок или кассет, в блок реактора для начальной загрузки топлива пойдет 163 кассеты, 17 будут резервными. Это предусмотрено на случай, если на месте в ходе осмотра или измерения какая-то кассета не покажет необходимые параметры, из этих 17 кассет смогут взять работоспособную и загрузить в реактор, — объясняет директор по обращению с ядерными и радиационными материалами — главный инженер инжиниринговой компании «АСЭ», сооружающей БелАЭС, Сергей Нистратов.

Но прежде чем топливо выедет за ворота Новосибирского завода химконцентратов, поставщики топлива должны получить официальное уведомление о готовности к приемке свежего ядерного топлива от заказчика — белорусской стороны.

— Они смогут нам его дать только при наступлении определенных событий: при строительной готовности всех необходимых для перегрузки и хранения топлива объектов БелАЭС. Речь идет не только о хранилище, но и о железнодорожных путях на территории станции, перегрузочном узле, внутриплощадочной дороге, объектах физической защиты по периметру станции и так далее, — объясняет Сергей Нистратов.

Время и маршрут движения поезда, в котором повезут топливо на белорусскую АЭС, засекречены. Даже поставщики не знают, по какой дороге он пойдет, маршрут разрабатывают железные дороги Беларуси и России. Состав будет охраняться и сопровождаться военными, ему будет обеспечен зеленый свет, то есть останавливаться поезд не будет. Кроме того, по дороге поезд будет проходить дозиметрический контроль, а все транспортные контейнеры с топливными кассетами будут обеспечены индикаторами удара, по которым можно «прочесть», был ли «травмирован» контейнер в пути.

— На границе с Беларусью будет смена локомотива и замена конвоя. И этот последний этап — от границы до самой АЭС — зона ответственности белорусской железной дороги. На территории БелАЭС транспортные контейнеры разгрузят и погрузят топливо в хранилище свежего топлива, где оно будет ждать своего часа, когда в следующем году станция будет готова к загрузке топлива в реактор, — поясняет Нистратов.

Завоз топлива на белорусскую АЭС запланирован на конец года. До этого, в конце сентября, на БелАЭС приедет большая комиссия, которая будет проверять строительную готовность станции к приему топлива. А в октябре инспекцию проведет МАГАТЭ и комиссия МЧС.

Ввод в эксплуатацию БелАЭС планируется в первом квартале 2019 года. Но, как объясняют специалисты, с момента физического пуска реактора до вывода его на номинальную мощность требуется достаточно продолжительное время, это поэтапный процесс. Пройти может и несколько месяцев.

Перед загрузкой настоящего топлива — репетиция с имитаторами

Топливный цикл на БелАЭС годичный. Через 12 месяцев реактор будут перезагружать. У инжиниринговой компании «АСЭ» в условиях поставки топлива на БелАЭС прописаны обязательства по поставке начального запаса топлива для первичной загрузки и одной перезагрузки. Во время перезагрузки, кстати, меняют не все кассеты, а лишь 41 или 42. Для этого реактор останавливают на планово-предупредительные работы, и, согласно ранее снятым показаниям, какие-то кассеты переставляют, а какие-то меняют на свежие.

— Обычно на периферии кассеты меньше выгорают, поэтому их переставляют внутрь, другие вынимают и меняют на новые, которые приедут к перезагрузке. Те кассеты, которые достанут, поместят в бассейн выдержки, — говорит Нистратов.

Бассейн выдержки рассчитан на количество топлива, которое будет отработано за 10 лет. О том, как и где после этого отработанное топливо будет захоронено, в компании-поставщике не говорят. Решение по этому вопросу будет принимать Беларусь.

Кстати, до загрузки топлива, когда реактор собран, на всех атомных станциях проводят его испытания и отрабатывают действия механизмов и персонала. Для этого на станции привозят имитаторы ТВС, которые внешне ничем не отличаются от кассет с топливом, совпадает даже масса. Специалисты помещают имитаторы в реактор, а потом снимают с них показания, чтобы понять, готово ли все для загрузки топлива. Имитаторы в Островец уже привезли, и уже готовятся к проведению «репетиции».