С какими приправами «готовят» ядерное топливо?

С членами клуба «Чистая энергия» от Курской атомной станции я недавно побывала на закрытом и сверхсекретном Машиностроительном заводе - одном из крупнейших промышленных предприятий страны, одном из ведущих мировых производителей и поставщиков ядерного топлива для атомных электростанций. Кроме того, предприятие выпускает топливо для исследовательских реакторов и реакторных установок судов морского флота. Ядерное топливо, произведённое на электростальском Машиностроительном заводе обеспечивает работу АЭС не только в России но и в Армении, Венгрии, Германии, Нидерландах, Индии, Китае, Словакии, Украине, Финляндии, Чехии, Швейцарии, Швеции, Великобритании. В настоящее время продукция ПАО «МСЗ», эксплуатируется в 58 коммерческих реакторах, то есть в каждом восьмом реакторе в мире! Круто? Да! И нас, журналистов, впустили в святая святых — цех по производству «урановых таблеток».

Таких маленьких, блестящих и вместе с тем таких опасных и грозных, если запустить реакцию...

Фото и видео делать нельзя, из информационного центра завода специалисты снимали нашу делегацию (на снимке слева). Потом после экскурсии нам было предложено к вниманию удивительное место — музей техники. А это впечатляет! Как нам рассказали в кулуаре, если продать всю представленную коллекцию авто, можно купить Германию. Вот так вот...

Основным топливом ядерных реакторов является диоксид урана, обогащённого по делящемуся изотопу (урану-235). Поэтому после обогащения гексафторид урана необходимо перевести в более удобную форму диоксида. В свою очередь, из диоксида урана прессуют топливные таблетки, которые размещают внутри тонких циркониевых трубок — тепловыделяющих элементов (твэлов). Из твэлов собирают тепловыделяющие сборки, размещаемые в ядерном реакторе.

Завод производит ТВС для реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000, РБМК-1000, БН-600, БН- 800, ЭГП, PWR и BWR и топливные таблетки для поставок иностранным заказчикам. Также, именно на этом заводе будет производиться топливо для нашей новой Курской атомной станции.

Журналисты посмотрели производство таблеток для ВВЭР-440 и ВВЭР-1000. Система полностью автоматизирована. Специалисты высочайшего класса отслеживают процесс, наблюдая, как повара, за приготовлением этого «блюда». Сырьё поступает, затем смешивается с технологическими добавками и спекается в специальном устройстве в печи до 1770 градусов в среде чистого водорода.

Производство наиболее распространённых твэлов из диоксида урана состоит из следующих стадий и переделов.

Подготовка ядерного топлива: приготовление порошков окисного топлива путём конверсии гексафторида в двуокись урана, прессование и получение спечённых таблеток, шлифование, выходной контроль и комплектование таблеток для снаряжения твэлов.

Подготовка трубчатых оболочек твэлов: изготовление тонкостенных бесшовных труб.

Снаряжение твэлов топливом: дозировка и упаковка таблеток в подготовленные к сборке оболочные трубки, установка концевых деталей, герметизация, контроль качества твэл.
Сборка твэлов в ТВС: соединения твэлов в ТВС; сборка неразъёмных соединений.

Отмечено, что на любой стадии несколько раз проверяется герметичность сборки, наличие мельчайших элементов (пыли), воздуха, воды и т.д.. Дефектов допустить нельзя. От качества производства зависит безопасность при дальнейшем использовании. Любое трение, возникшее из-за плохого качества укладки таблеток, негерметичности зоны сварных швов, контейнера может привести не просто к остановке ядерного реактора, но и к более серьёзным последствиям. Поэтому на каждой стадии производства существует так называемый атлас допустимых дефектов. Любая проверка заканчивается визуальным осмотром специалистов.

Как рассказали на производстве, дефектов практически не бывает. Настолько высокоточная техника используется на заводе. Заводу доверяют производство топлива даже педантичные немецкие компании.

После изготовления твэлы помещаются в кассеты. Размер кассет зависит от типа реактора. Число твэлов также варьируется. К примеру, на ВВЭР-1000 укладывают в определённом порядке 312 твэлов. Затем, кассеты укладываются в защитные корпуса и отправляются на станцию. Корпуса созданы из такого металла, который даже при ударе, взрыве защищает содержимое от повреждения.

Журналистам выдали специальную одежду и дыхательные маски. Маски после использования ежедневно утилизируются на полигоне. Хотя радиационный фон на предприятии в предельных нормах. Излучение урана считается на уровне природного. Тем не менее, уровень защищённости высокий.

Остаётся добавить, что все «ингредиенты» для изготовления ядерного топлива производятся на этом же заводе. Каждая деталь имеет свой паспорт, где указаны дата изготовления, время, фамилия, имя и отчество мастера. Документы хранятся бессрочно. Кстати, это не для того, чтобы в случае чс наказать виновного. Данные нужны для будущих исследований. Продуманность, чёткий расчёт наперёд, глубокий анализ деятельности позволяют предприятию держать марку как самого уверенного производителя в этой сфере.