Ураново детство. Ядерное топливо от колыбели до могилы

31 Августа 2017 Автор: Руслан Сафин Фото: официальный сайт Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом»
Ураново детство. Ядерное топливо от колыбели до могилы

Многие знают, что производственное объединение «Маяк» города Озерска занимается переработкой отработанного ядерного топлива АЭС. При этом мало кто имеет четкое представление о том, что оно собой представляет, и часто эта неосведомленность порождает страхи. Корреспондент «Южноуральской панорамы» решил выяснить всю правду о ядерном топливе и побывал там, где его производят, — в городе Новосибирске.

Вместо грузовиков

Новосибирский завод химконцентратов (НЗХК) — один из первенцев отечественной атомной отрасли. Сначала здесь хотели строить автомобильный завод, но, когда США взорвали первую ядерную бомбу, приоритеты резко поменялись. На почти готовой промплощадке было решено организовать предприятие-дублер завода № 12 города Электросталь (ныне «Элемаш»). Сегодня два этих завода составляют топливный дивизион Госкорпорации «Росатом».

Если читателю когда‑нибудь доведется побывать на НЗХК, знакомство с ним лучше всего начать в музее. Из увлекательного рассказа его хранителя Евгения Забарина вы узнаете, что когда‑то завод сильно напоминал обычное металлургическое предприятие, где в печах из руды плавили металл, разливали его в формы, резали, паковали и отправляли заказчику. Правда, металл этот был необычный — уран.

«Из него в первых уран-графитовых реакторах получали оружейный плутоний. Чтобы наработать достаточное количество плутония, требовалось очень много урана, так что работа велась круглые сутки», — рассказывает Евгений Федорович.

Примечательно, что грязное и опасное, на первый взгляд, производство не требовало каких‑то особенных средств защиты.

«Природный уран является источником низкоэнергичных альфа-частиц, которые задерживаются даже листом бумаги, — поясняет хранитель музея. — Главное, чтобы источник излучения не попал в организм. Чтобы этого не произошло, достаточно носить на лице респиратор».

По словам Евгения Забарина, многие ветераны атомной отрасли, работавшие на выплавке и прокатке урана, благополучно доживали до весьма преклонных лет.

Таблетки из газа

С тех пор многое изменилось. Гонка вооружений закончилась, технологии шагнули вперед, и современное ядерное топливо — это уже не урановая чушка в алюминиевой оболочке, а куда более сложное и технологичное устройство.

Выпуском тепловыделяющих сборок (ТВС) для энергетических реакторов типа ВВЭР (водо-водяных) НЗХК занимается с 1980 года. Продукция идет не только на российские АЭС, но и за рубеж: на Украину, в Болгарию, Китай, Индию и Иран. Сердце предприятия — это цех № 10, куда можно попасть только через специальный контрольно-пропускной пункт.

«Раньше все комплектующие для ТВС мы получали со стороны и занимались только сборкой. Но сейчас освоили полный цикл производства, так что можем показать все этапы — от переработки сырья до упаковки готовой продукции в контейнеры», — начинает свой рассказ ведущий инженер цеха № 10 Евгений Авдеев.

Современное урановое топливо получают уже не из минеральной руды, а из газообразного гексафторида урана. Из него путем восстановления получают порошкообразный диоксид урана. Соответствующий участок производства — самый современный на заводе. Все процессы, кроме загрузки и выгрузки, автоматизированы.

Ежемесячно на НЗХК производят около 35 тонн уранового порошка. Его гранулируют, смешивают с пластификатором и «лепят» из получившейся массы небольшие цилиндрики, называемые топливными таблетками. Естественно, не вручную. Чтобы понаблюдать за этим процессом, приходится надеть на себя помимо обязательного халата и чепчика одноразовый респиратор типа «лепесток» и тряпичные бахилы. Двигаясь по конвейеру, заключенному в прозрачный герметичный кожух, таблетки проходят через несколько этапов обработки: 18-часовой обжиг, шлифование и лазерную проверку геометрических параметров.

Вместе мы сила

Затем начинается самое интересное: готовые таблетки загружаются в длинные циркониевые стержни — по 350 штук в каждый. Стержни накачивают гелием до 20 атмосфер и запаивают. Получается тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) — главная деталь тепловыделяющей сборки.

«Гелий нужен, чтобы компенсировать давление в активной зоне реактора и защитить элемент от разрушения, — поясняет Евгений Авдеев. — Поэтому герметичность и другие параметры каждого ТВЭЛ строго проверяют, потом им присваивают индивидуальные номера и штрих-коды. Место каждого элемента в будущей ТВС определено заранее».

Какой будет каждая конкретная сборка, зависит от потребностей заказчика. НЗХК выпускает восемь типов ТВС. В основном это кассеты шестигранного сечения, в каждой из которых 312 ТВЭЛов. Загадочной формы и сверкающие металлом, они производят впечатление чего‑то «космического». Это и есть то самое топливо для АЭС.

«Когда множество таких кассет загружают в реактор, масса топлива достигает критической отметки, и начинается цепная реакция деления урана, — объясняет Евгений Иванович. — Каждая ТВС оснащается восемнадцатью стержнями-поглотителями нейтронов, с помощью которых можно управлять реакцией, а в аварийной ситуации — полностью заглушить реактор».

Одной заправки обычно хватает лет на пять. Когда топливо выгорает, его вынимают и привозят на переработку к нам, на Южный Урал. Некоторые думают, что переработка означает захоронение, однако это не совсем так. Начинку ТВС заново обогащают и пускают в дело, а металлические оболочки остекловывают и захоранивают. Как считается, навечно.

Поделиться

20.03.2024 | 15:41
В Челябинске показали новый трамвай со звездным названием

Модель Усть-Катавского вагоностроительного завода с февраля испытывают на улицах областного центра.

06.03.2024 | 09:03
Челябинской молодежи рассказали, как начинать бизнес без ошибок

Со школьниками и студентами пообщался Александр Калинин, президент «Опоры России».

05.10.2018 | 09:25
Спаси и сохрани. Один из редких видов жуков обитает только в горных тундрах Южного Урала

Ученые говорят, что ему требуется особая защита.

04.10.2018 | 09:11
Квота не поможет. Челябинским писателям посоветовали самим пробивать себе дорогу на рынок

Челябинск занял 11-е место в рейтинге самых читающих городов России и с каждым годом улучшает свои позиции.

Новости   
Спецпроекты