Первая партия ядерного топлива поступит на БелАЭС в конце года

На новосибирском заводе в самом разгаре выпуск топлива для Белорусской АЭС. Первая партия будет готова к концу сентября 

В далеком от Беларуси Новосибирске, за 4000 километров, этим летом начали выпуск ядерного топлива для первого энергоблока Белорусской атомной электростанции. До конца года партию для первой загрузки реактора доставят на станцию. Попасть на предприятие, где производят топливо, довольно непросто: на подобных объектах повышенный уровень безопасности. Недавно группа белорусских журналистов посетила Новосибирский завод химконцентратов, который входит в топливную компанию «Росатома» «ТВЭЛ». Сейчас здесь выпускают тепловыделяющие сборки для БелАЭС. Корреспондент «Р» своими глазами увидела производственный процесс и выяснила подробности транспортировки и загрузки топлива в реактор.

Привет  из  Сибири 

Новосибирский завод химконцентратов (НЗХК) — одно из самых крупных в мире предприятий по фабрикации ядерного топлива. В целом каждый шестой атомный энергоблок на планете работает на ядерном топливе российского производства. В прошлом году его поставили на 72 реактора в 14 странах. До конца года список государств-импортеров пополнится Беларусью: в августе—сентябре в цехах НЗХК производят ядерное топливо для нашей АЭС. Кстати, этот факт не единственный, который связывает завод с Беларусью. После Великой Отечественной войны на здешней площадке планировали построить автомобильный завод, несколько грузовых машин даже удалось собрать. Однако жизнь внесла свои коррективы: оборудование вывезли на минское производство, с конвейера которого и сегодня выходят знаменитые МАЗы. 

Гендиректор НЗХК Алексей Жиганин встречает гостей: «Друзья, приветствую вас в Сибири!» К слову, о Сибири: невольно напрашивается вопрос, почему топливо в Островец будут доставлять аж из Новосибирска, ведь в Электростали (Московская область) есть подобное предприятие, которое входит в «ТВЭЛ»? По словам Жиганина, именно НЗХК первым стал производить топливо подобного «дизайна» (для водо-водяного энергетического реактора 1200). В то же время подобное перераспределение мощностей – это политика топливной компании, направленная на то, чтобы равномерно загрузить обе производственные площадки. Принципиально на стоимости продукта это не скажется. Однако отправимся на экскурсию по заводу. 

На проходной предприятия одолеваем тщательный контроль, сдаем мобильные телефоны и все записывающие устройства, выслушиваем небольшой курс по технике безопасности и выясняем, что нужно делать в случае возникновения ЧП. Только после этого надеваем бахилы, халаты и шапочки и попадаем в сердце предприятия, или, как здесь говорят, в производственное ядро – цех № 10, где изготавливают тепловыделяющие сборки (ТВС) для ядерных реакторов. Небольшой ликбез: ТВС состоят из тепловыделяющих элементов (твэлов), которые являются конструктивной основой ядерного топлива. Это — металлическая трубка из циркониевого сплава, внутри которой в виде цилиндрических таблеток находится диоксид урана. На участках цеха происходит полный цикл производства ТВС: от изготовления диоксида урана до готовности тепловыделяющей сборки к отгрузке. 

Белорусская АЭС строится по типовому российскому проекту ВВЭР-1200 поколения «3+». Сегодня водо-водяные энергетические реакторы такого типа работают на АЭС в Санкт-Петербурге и Воронеже, впоследствии аналогичные будут установлены и на строящихся АЭС в Беларуси, Венгрии, Финляндии, Египте. 

Таблетки  из  матрицы

Первый пункт в цеху – участок изготовления диоксида урана. Происходит это так: с обогатительных комбинатов «ТВЭЛ» сюда поступает гексафторид урана, который загружают в контейнеры, где в автоматическом режиме методом высокотемпературного пирогидролиза получают порошок диоксида урана. Это позволяет не только снизить себестоимость готовой продукции, но и уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду. Дальше порошок готовят к формовке и в зависимости от того, какие топливные таблетки изготавливаются, смешивают его с различными добавками и пластификаторами, после чего прессуют в специальных пресс-матрицах цилиндрической формы. На выходе получаются таблетки с низкообогащенной долей урана (3,3 процента). После этого таблетки отправляются в печь, где в течение 15—19 часов они проходят через восемь зон спекания (температура в них 200—1800 градусов по Цельсию)  и уменьшаются в диаметре.


Следующий шаг – шлифование: специальная установка шлифует 6000 таблеток за 15 минут, затем лазерное оборудование оценивает их диаметр и внешний вид. Если обнаруживаются дефекты или сколы (доля несоответствия по внешнему виду не превышает 3 процентов), таблетка отправляется на начало производства. Там ее окисляют и снова запускают в производственный цикл. Евгений Авдеев приводит интересные цифры: одна пятиграммовая ядерная таблетка по энерговыделению эквивалентна 400 кг каменного угля, 360 куб. м газа или 350 кг нефти.

Соты  для  топлива 

На участке изготовления твэлов когда-то стояли 300-метровые линии, сейчас в цеху все гораздо компактнее. Здесь полностью в автоматическом режиме происходит процесс изготовления тепловыделяющего элемента – герметичной металлической трубки длиной 3,8 м. Для этого внутрь оболочки из циркониевого сплава помещают 350 ядерных таблеток, с обеих сторон трубки привариваются заглушки, при этом внутри создается избыточное давление инертного газа. Именно эти трубки и являются основой ТВС, проще говоря, ядерного топлива. К слову, каждый твэл маркируется штрихкодом: так формируется технологический паспорт продукции, который позволяет отследить информацию по всем этапам производства. Эти данные хранятся 50 лет у производителя и передаются потребителю. 

После этого на твэл наносится лаковое покрытие и каждый элемент закрепляется в специальном механизме. Тем временем на участке изготовления центральных дистанционирующих решеток (ЦДР) на роботизированных установках свариваются ячейки специальной формы. Готовая конструкция чем-то напоминает соты. На участке сборки 18 направляющих каналов и 13 решеток собираются в единый шестигранный каркас. Этот участок, обращает внимание Евгений Авдеев, является зоной особого внимания: вход сюда категорически запрещен. Готовый каркас размещают на стенд сборки: в него за 2 часа загружаются 312 твэлов, а также устанавливают головку и хвостовик. Тепловыделяющая сборка массой 700 кг готова. После этого производят окончательный контроль качества и приемку, затем ТВС помещают в транспортно-упаковочный комплект (ТУК), именно в нем она и отправится потребителям. Всего на БелАЭС поставят 180 кассет: 163 загрузят в реактор, остальные 17 – резервные. 

Весь цикл производства ТВС в цеху № 10 занимает 2 недели, а раньше на это уходило 2 месяца. По словам ведущего инженера, нынешнее время тоже не предел: в перспективе на предприятии смогут собирать ТВС еще быстрее. Переживать, что это скажется на качестве, не стоит: контроль производства здесь самый высокий и строгий. В цеху работают 11 контрольных установок, которые отслеживают качество на всей цепочке выпуска ТВС. 

— Мы непрерывно контролируем здесь все: уровень обогащения урана в таблетках, их количество, герметичность и размеры твэлов, ультразвуком проверяем качество сварных соединений, давление гелия внутри оболочки и многое другое, — поясняет Евгений Авдеев. – Все параметры фиксируются и сохраняются в техпаспорте, поэтому наши потребители могут получить всю необходимую информацию. 

Закрытый  состав

Итак, часть партии топлива для БелАЭС уже готова, оставшийся объем выпустят до конца месяца, а до конца года доставят на площадку в Островец. О нюансах транспортировки и загрузки реактора журналистам рассказал директор по обращению с ядерными и радиационными материалами — главный инженер Инжиниринговой компании «АСЭ» Сергей Нистратов:
— Варианты доставки топлива на площадки АЭС могут быть разные (по воздуху, морю, железной дороге или автотранспортом). В Беларусь топливо отправится поездом: договор с компанией «Атомспецтранс» уже подписан, встречи с белорусской стороной состоялись. Если более детально, процесс будет выглядеть так: в Новосибирск прибудет состав, перед приемкой топлива мы с представителями компании-заказчика, эксплуатирующей организации, «ТВЭЛ» и «Зарубежатомэнергостроя» (обеспечивает контроль качества изготовления топлива и его приемку) еще раз проверим все необходимые документы и загрузим партию из 180 кассет. 


Алексей Жиганин добавляет, что все транспортно-упаковочные комплекты имеют специальную сертификацию. Кроме того, новые ТУКи проходят испытания: их сбрасывают с определенной высоты, имитируют различные удары. Подобные тесты доказывают: в случае внештатных ситуаций разгерметизации топлива не происходит. Это все подтверждается сертификатами для ТУКов на все виды транспорта. Что касается доставки топлива на БелАЭС, время и маршрут движения состава разрабатываются совместно БЖД и РЖД и не разглашаются. Поезд будет следовать под охраной, в пути проведут дозиметрический контроль. После того как состав зайдет на территорию АЭС, к нему подгонят специальные платформы: с помощью балочного крана начнется поэтапная разгрузка ТУКов. Затем на спецтранспорте их перевезут в хранилище, где совместно с представителями заказчика и компании — производителя топлива проведут входной контроль: ТУКи поднимут горизонтально, затем переведут в вертикальное положение, достанут кассеты и проверят. Процедура разгрузки и входного контроля, а также возврата пустых контейнеров  займет около 3 недель. Кстати, каждый ТУК оборудован индикатором удара, именно его показания отслеживаются на всех этапах транспортировки. После выгрузки кассеты установят в специальные стеллажи, где топливо будет находиться до загрузки в реактор. 

Когда наступит время загрузки реактора, в специальные чехлы разместят по 27 кассет, которые вертикально перевезут и установят в определенном режиме в отдельное гнездо реактора. Финальным этапом станет физический запуск реактора и его поэтапный вывод на запланированную мощность. По словам Сергея Нистратова, перед загрузкой топлива, начало которой ожидается в следующем году, в реактор загрузят имитаторы ТВС. Это стандартная процедура для пуска любого реактора, которая связана с проведением гидравлических испытаний и нужна, чтобы проверить режим работы различных систем реактора, а также действия персонала. Имитационная зона уже доставлена на БелАЭС. Эксперты уверяют: свинцовые имитаторы ничем не отличаются от кассет, по внешним характеристикам они полностью соответствуют ТВС. После успешных испытаний имитаторов их достанут и загрузят в реактор топливо. 

Безопасность превыше  всего 

Чтобы эшелон с топливом ушел из Новосибирска, там должны получить письменное уведомление о готовности его принять. Уведомление можно отправлять, когда будет обеспечена инфраструктура: речь идет прежде всего о железнодорожных путях и дороге внутри площадки АЭС, открытом перегрузочном узле, на котором будет осуществляться разгрузка состава. Помимо этого, необходимо сдать в эксплуатацию хранилище свежего топлива, подготовить системы физической защиты – без них на разгрузке состава не сможет присутствовать военизированная охрана. Еще один важный фактор: эксплуатирующей организации необходимо расширить действие лицензии на право обращения с ядерными материалами. Сейчас документы рассматривает Департамент по ядерной и радиационной безопасности МЧС Беларуси (Госатомнадзор). В конце сентября, обращает внимание Сергей Нистратов, комиссия Госатомнадзора начнет комплексную проверку готовности АЭС к завозу топлива. В октябре в Островце также ожидается инспекция МАГАТЭ.

По условиям договора, поставки топлива на каждый блок при первой загрузке и одной перезагрузке проведет компания «АСЭ», затем ядерное топливо будет поставлять компания «ТВЭЛ». Что касается утилизации отходов, этот вопрос будет решаться в следующем году. В любом случае, у Беларуси в запасе 10 лет, чтобы принять окончательное решение: вывозить на переработку и хранение в Россию или делать это своими силами внутри страны. 


Еще один вопрос, который нередко возникает у наших западных соседей, – безопасность. Периодически поднимается тема о возможных угрозах, которые несет строительство БелАЭС. Сергей Нистратов уточняющему вопросу по этой теме, мягко говоря, удивлен: 

— Для меня удивителен этот вопрос. Объясню, почему. Стресс-тесты, которые проводил заказчик с участием Еврокомиссии, были успешно пройдены. Поэтому, на мой взгляд, таких вопросов быть не должно. И еще. Есть международные мероприятия, на площадке в Островце постоянно присутствуют представители МАГАТЭ, Еврокомиссии, они проводят процедуры проверки тестов, изучают документы. В любом случае, для страны это очень правильное решение: Беларусь получает статус ядерной державы, а это совершенно другой политический аспект. Кроме того, вы получаете достаточно дешевую генерацию электроэнергии, станцию последнего поколения. 

Полина КОНОГА

Минск—Новосибирск—Минск

Фото предоставлено ПАО «НЗХК»

А вместо сердца – ядерный мотор 

Вопрос обращения с отработавшим ядерным топливом ученые из НАН прорабатывают совместно с российскими специалистами

БелАЭС строится по типовому российскому проекту АЭС-2006 нового поколения 3+ вблизи Островца. Первый энергоблок планируется ввести в эксплуатацию в 2019 году, второй — в 2020-м.

Уже к концу этого года страну ожидает важное событие: на строящуюся в Островце БелАЭС поступит первое ядерное топливо. Столь важный груз по территории страны провезут впервые. О готовности к этому событию нашей законодательной базы, нюансах транспортировки груза и последующей переработке отработавшего топлива мы спросили у директора Департамента по ядерной энергетике Минэнерго Василия Полюховича.

 Особо ценный груз

— Василий Михайлович, совсем скоро первое ядерное топливо поступит на строящуюся станцию. О каких объемах идет речь? И когда состоится запланированное событие? 

— В декабре 2018-го. Именно тогда на БелАЭС поступит ядерное топливо для первых загрузок и первых перегрузок двух энергоблоков. Для каждого энергоблока поставляется по 163 тепловыделяющие сборки (ТВС) для первой загрузки и по 48 — для первой перегрузки. 

— Готова ли у нас законодательная база для транспортировки опасного груза? И как будете его доставлять?

— Мы выбрали способ наземной доставки. Транспортируем ядерное топливо железнодорожным транспортом, в специальных транспортных контейнерах и в соответствии с законодательством о перевозке опасных грузов. Оно разработано и действует не первый год. В частности это Закон «О перевозке опасных грузов» от  2 июня 2001 года и Правила по обеспечению безопасности перевозки опасных грузов железнодорожным транспортом, утвержденные постановлением МЧС 28 декабря 2012 года. У нас уже есть опыт транспортировки опасных грузов, и эта методика, можно сказать, отработана. Могу лишь отметить, что при перевозке ядерного топлива особое внимание уделяем безопасности: используются специальные герметичные транспортные контейнеры, обеспечивается их охрана и сопровождение.

— Насколько мне известно, поставщики топлива для начальной и первой перегрузок на БелАЭС и последующего сотрудничества будут разными. С чем это связано?

— С тем, что для первых загрузок и перегрузок ядерное топливо для Белорусской АЭС поставляет генподрядчик в соответствии с генеральным контрактом. А в дальнейшем, кстати, также в соответствии с подписанным контрактом, его нам поставит российская компания «ТВЭЛ». Это обычная практика: топливо для атомных электростанций проекта «АЭС-2006» поставляет только ОАО «ТВЭЛ».

«ТВЭЛ» будет поставлять топливо на БелАЭС по прямому контракту. Контракт на поставку топлива рассчитан на ближайшие 14—15 лет.

 Закон сохранения энергии

— В мировой практике завод-изготовитель в будущем принимает на переработку отработавшее топливо. Как будет организовано это взаимодействие в нашем случае? 

— Статьей 9 Соглашения между Правительством нашей страны и Правительством России о сотрудничестве в строительстве атомной электростанции определено, что отработавшее в реакторах энергоблоков АЭС ядерное топливо, которое приобретено у российских организаций, подлежит возврату в Россию. Речь идет о переработке на условиях, которые стороны определят в отдельном соглашении. А в дальнейшем, согласно российскому законодательству в области хранения высокоактивных остеклованных отходов, по истечении 20 лет после переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) они вернутся в нашу страну. Но законодательство не запрещает оставлять радиоактивные отходы после переработки ОЯТ в России, если будет заключено соответствующее межправительственное соглашение.

— А какова мировая практика?

— В мировой практике подходы к обращению с ОЯТ разные. Такие государства, как Франция, Россия, Великобритания, Китай, Индия, Япония, считают ОЯТ ценным ресурсом и перерабатывают, получая регенерированный уран или радиоактивные изотопы, которые применяются для изготовления различных приборов, и в частности медицинского оборудования. Другие страны считают ОЯТ радиоактивными отходами и предпочитают его захоронение. В их числе США, Канада, Испания, Швеция, Финляндия. А некоторые страны, такие как Бельгия, Чехия, Словакия, ОАЭ и другие, ориентируются на долгосрочное хранение ОЯТ на площадке АЭС либо в централизованном  хранилище ОЯТ.

У нас этот вопрос прорабатывается с участием НАН совместно с российскими специалистами. Они проводят технико-экономическое исследование различных вариантов обращения с отработавшими тепловыделяющими сборками БелАЭС и по его итогам определят наиболее оптимальный, экономически и технически обоснованный вариант обращения с ОЯТ. С учетом результатов этих исследований в самое ближайшее время разработаем и утвердим Стратегию обращения с отработавшим ядерным топливом Белорусской АЭС.

— Есть ли смысл для станции в будущем производить ядерное топливо у нас в стране?

— Есть смысл организовывать собственное производство ядерного топлива для атомных электростанций при наличии в стране масштабной ядерной энергетики – хотя бы нескольких десятков ядерных энергоблоков. Например, как в Южной Корее. Там это экономически целесообразно. Как и в России, которая эксплуатирует свои и строит большое количество станций за рубежом. У нас станция — одна. Так что пока в собственном производстве смысла нет.

Вера АРТЕАГА

Фото БЕЛТА