На первом энергоблоке Балаковской АЭС после планового ремонта в реактор ВВЭР-1000 загрузили три топливные кассеты в новом исполнении. Каждая содержит 312 твэлов с хромовым покрытием поверх циркониевого сплава. При этом 18 из этих твэлов имеют уран-плутониевую топливную композицию — МОКС-топливо. Российские атомщики впервые применили в коммерческом реакторе большой мощности решение, объединяющее технологии замкнутого ядерного топливного цикла и «толерантного» топлива нового поколения.

Выбранное сочетание материалов важно для стратегической задачи — вовлечь в замкнутый топливный цикл не только быстрые реакторы, но и классические тепловые ВВЭР, которые составляют основу современной атомной энергетики.

МОКС-технология позволяет использовать для свежего топлива вторичные материалы: обедненный уран и плутоний, извлеченный из облученного топлива. Хромированные оболочки, изначально разработанные для «толерантного» топлива, повышают устойчивость активной зоны при авариях и, благодаря свойствам поверхности, позволяют перейти к полностью автоматизированной «безлюдной» фабрикации сборок — отказаться от ручного труда, который сейчас используется на некоторых операциях.

Первым решением «Росатома» по уран-плутониевой композиции для ВВЭР стало РЕМИКС-топливо. Его опытно-промышленная эксплуатация успешно завершилась на Балаковской АЭС в марте 2026 года. МОКС-топливо открывает новые возможности: содержание плутония в нем в несколько раз выше, а вместо обогащенного урана используется обедненный. Это позволит гибче использовать регенерированные материалы и задействовать накопленные запасы обедненного урана.

По расчетам специалистов, если сборку для ВВЭР на 25% укомплектовать твэлами на основе МОКС-топлива, а на 75% — стандартными твэлами с обогащенным ураном, по содержанию плутония это будет эквивалентно полностью уран-плутониевой РЕМИКС-ТВС. Рабочее название — «гетерогенный РЕМИКС». Для новых блоков ВВЭР-1200 расчеты показывают, что внедрение такого топлива позволит сократить потребление природного урана более чем на 20%.

«Стратегическая цель „Росатома“ и наш образ будущего — это двухкомпонентная ядерная энергетическая система, в которой „быстрые“ и „тепловые“ реакторы функционируют в замкнутом топливном цикле, а отработавшее топливо одних установок становится сырьем для свежего топлива других реакторов. Все что мы делаем в научно-технологических проектах по топливу для ВВЭР, посвящено главным образом этой цели. Сегодня у нас уже проходят опытную эксплуатацию и конструкция тепловыделяющей сборки пятого поколения для ВВЭР-1200, и твэлы с МОКС-топливом и хромированными оболочками. Есть даже проект новой технологии изготовления топливных таблеток для „безлюдной“ фабрикации. В дальнейшем мы планируем объединить все эти новые решения по материалам, конструкциям и технологиям фабрикации в одном продукте», — отметил Александр Угрюмов, старший вице-президент по научно исследовательской деятельности АО «ТВЭЛ» (управляющая компания Топливного дивизиона «Росатома»).

Опытная эксплуатация МОКС-топлива на Балаковской АЭС идет в координации с Ростехнадзором и в соответствии с лицензией. Перед загрузкой в реактор испытания провели на исследовательском реакторе НИИАР и на критическом стенде в Физико-энергетическом институте.

Фабрикацию кассет выполнили в широкой кооперации с участием Горно-химического комбината (Экологический дивизион «Росатома») и предприятий Топливного дивизиона: ЧМЗ, МСЗ, НЗХК и СХК.