«Росатом» приблизился к переработке топлива жидкосолевых реакторов

В Радиевом институте им. В. Г. Хлопина, который входит в Научный дивизион «Росатома», выходит на финишную прямую строительство лаборатории для испытаний технологии обращения и переработки отработавшего ядерного топлива жидкосолевого реактора. До конца 2026 года здесь планируют закончить строительно-монтажные и пусконаладочные работы и подготовить установку к первым исследованиям.

Испытания пойдут поэтапно. Сначала на установке синтезируют модельную топливную композицию на основе фторидов лития и бериллия, добавив в нее имитаторы продуктов деления и плутония. Затем технологию проверят на макете — и уже после этого отработают на базе исследовательского жидкосолевого реактора, который создадут на предприятии «Росатома» в Железногорске.

«Сейчас в Радиевом институте осуществляются работы по созданию лаборатории и пусконаладке установки. В соответствии с программой исследований, в 2027 году будет проведено испытание разработанной технологии. Успешная проверка работоспособностистанет условием создания базовой технологии обращения/переработки ОЯТ промышленного жидкосолевого реактора», — прокомментировал врио генерального директора АО «Радиевый институт им. В. Г. Хлопина» Олег Волков.

Жидкосолевой реактор — ключевой элемент концепции замыкания ядерного топливного цикла. Его задача — трансмутация, то есть дожигание минорных актинидов, что повышает экологическую безопасность отечественной атомной энергетики. Предложенная технология переработки ОЯТ строится на последовательной пирометаллургической и жидкометаллической восстановительной экстракции: из топливной композиции извлекают ядерные материалы и нейтронные яды — продукты деления, — а затем возвращают ядерные материалы в топливную соль для повторного использования в реакторе.

«Основная стадия технологического процесса представляет собой смешение в активных гидродинамических условиях двух расплавов — топливной соли и висмутида лития. При этом в топливную соль переходит литий, а в висмут переходят экстрагируемые из соли нейтронные яды. Уникальность технологии и оборудования заключается в работе с агрессивными средами при высоких температурах (около 700 ⁰С), передаче расплавов между аппаратами и необходимости поддержания инертной атмосферы (не более 100 ppm) по кислороду. На сегодняшний день аналогов подобному оборудованию не существует», —  прокомментировал начальник лаборатории технологии и процессов отверждения радиоактивных отходов Радиевого института Илья Скриган.

Отработка технологий для промышленных жидкосолевых реакторов идет и в рамках создания исследовательского жидкосолевого реактора — его построят на площадке предприятия «Росатома» в Железногорске Красноярского края. Проект «Росатом» реализует вместе с Курчатовским институтом. Сейчас завершается выпуск технического проекта реакторной установки ИЖСР. Жидкосолевые реакторы относятся к технологиям четвертого поколения: в перспективе они позволят многократно сократить объем и активность ядерных отходов и отказаться от дорогостоящего глубинного захоронения. Технология рассматривается как один из инструментов решения проблемы минорных актинидов, в первую очередь кюрия, в России, а также как услуга для зарубежных партнеров, заинтересованных в переработке ОЯТ с минимальным выходом высокоактивных отходов. Макет модуля переработки создавали в 2023-2024 годах в рамках Федерального проекта № 4 Комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2030 года», а с 2025 года работы идут по Национальному проекту «Новые атомные и энергетические технологии».

Радиевый институт им. В. Г. Хлопина — старейший в России научно-исследовательский институт и первая научная организация в области атомной науки и техники в стране. Он считается признанным лидером в исследованиях ядерно-физического, радиохимического, геохимического и экологического профилей, в вопросах атомной энергетики, радиоэкологии и получения изотопов. Институт — крупнейший поставщик радионуклидов и радионуклидных источников, включая радиофармпрепараты для внешних и внутренних рынков.