Краткие сведения о действующих заводах по производству МОХ-топлива

Завод в Десселе фирмы BN (Belgonucleaire) был сдан в эксплуатацию в 1973 г. На нем производили сборки для LWR и РБН. В 1986 г. завод был переоборудован и ориентирован на производство в основном МОХ-ТВС для легководных реакторов. В основу технологии был положен MIMAS-процесс, разработанный в начале 80-х гг. фирмой BN. Схема MIMAS-процесса приведена на рис. 4.14.1.

Как видно из схемы, в MIMAS-процессе сначала подготавливается первичная (master) гомогенизированная смесь из порошков PuO₂, UO₂ и скрапа, а затем она разбавляется UO₂ до необходимого содержания по Pu. Типичное содержание Pu в master-смеси – 25-35 %. Содержание скрапа в конечном продукте достигает 25 %. К концу 2000 г. завод произвел 236000 ТВЭЛов, содержащих 26 т Pu; было изготовлено 884 МОХ-ТВС для PWR и 336 МОХ-ТВС для BWR суммарной массой 461 т (табл. 4.14.2).

MIMAS-процесс оказался технологичным и надежным, что подтверждено 12-ю годами непрерывной работы завода при номинальной производительности.

Основные операции: смешивание, измельчение в шаровой мельнице, гомогенизация порошка до получения гомогенного твердого раствора, рециклирование порошка, корректировка и гомогенизация партии порошка по изотопному составу, а также спекание в атмосфере Ar/H₂/H₂O, шлифование таблеток, контроль качества при помощи недеструктивных методов и др. – достаточно отработаны и позволяют гибко корректировать состав МОХ в зависимости от задачи заказчика. Эти преимущества MIMAS-технологии и высокие качества MIMAS-продукта способствовали внедрению MIMAS-процесса на французских заводах и использованию его в проектах заводов США и Японии. Поставляемые заводом в Десселе МОХ-ТВС на 19 LWR отвечали требованиям по безопасности, гарантиям качества и не вызывали никаких трудностей при их облучении до глубины выгорания 35-40 ГВт·сут/т, а части ТВС (150 штук) – до 45-55 ГВт·сут/т.

Установка в Кадараше находится в эксплуатации с 1961 г. и принадлежала Комиссариату по атомной энергии Франции. До 1987 г. здесь изготавливали МОХ-топливо для французских РБН – Rapsodie, Phenix и Superphenix, а также для английского реактора в Дунрее – DFR.

Рис. 4.14.1 Схема MIMAS-процесса

После 1987 г. установка была ориентирована и на производство МОХ-топлива для французских PWR фирмы EdF. В 1991 г. установка в Кадараше перешла под контроль фирмы COGEMA. На этой установке стали изготавливать три типа МОХ-топлива: для РБН, для PWR Франции и Германии, а также экспериментальное топливо с высоким содержанием Pu. МОХ-ТВС изготавливаются также как в Десселе по MIMAS-технологии. Производительность установки по МОХ-топливу для LWR постепенно возрастала с 8 до 20 т/год между 1992 и 1994 гг. В 1997 г. здесь было изготовлено уже 32 т МОХ-ТВС для Германии. В настоящее время установка приобрела статус завода, производительность которого по разным данным оценивается в пределах 35-42 т/год. В Кадараше было изготовлено свыше 550000 ТВЭЛов, в которых содержится до 35 т Pu. Линия по изготовлению МОХ-топлива для РБН в Кадараше по данным 2002 г. имеет производительность 20 т/год, хотя известно, что РБН Суперфеникс остановлен.

Таблица 4.14.2