Rosja konstruuje nowy reaktor WWER-S

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.