Nové palivové pelety ADOPT: Vyšší výkon a bezpečnost pro jaderné elektrárny

Westinghouse vyrobil první uranové pelety s vyšší úrovní obohacení, než jaké se v současnosti používají v komerčních reaktorech. Tyto palivové pelety, známé jako Low Enriched Uranium Plus (LEU+) Advanced Doped Pellet Technology (ADOPT), mají za cíl zvýšit výkon a bezpečnost jaderných elektráren.

Palivo LEU+ ADOPT obsahuje až 8 % izotopu uranu-235 (U-235) a přísady, které zlepšují bezpečnostní vlastnosti paliva ve srovnání se standardní směsí oxidu uraničitého (UO2). Oproti obohacení na úrovni 3-5 % U-235, které se používá v běžném palivu energetických reaktorů, umožňuje LEU+ ADOPT generovat více tepelné energie při menším počtu palivových souborů v aktivní zóně reaktoru, což zlepšuje ekonomiku jaderného palivového cyklu.

Výroba a testování fyzikálních vlastností

První palivové pelety LEU+ ADOPT byly slisovány v závodě Westinghouse ve Springfields v Lancashire na severozápadě Anglie. Společnost uvedla, že tohoto milníku dosáhla ve spolupráci s americkou energetickou společností Southern Nuclear a s podporou amerického Ministerstva energetiky (DOE).

Pelety byly vyrobeny z prášku oxidu uraničitého s vyšším obohacením U-235, který připravila americká Národní laboratoř v Idahu. Jedná se o první využití materiálu z produkce zařízení DOE za účelem výroby komerčního paliva z oxidu uraničitého se zvýšeným obohacením nad 5 %.

Fotografie z výstavby prvního reaktoru JE Vogtle, který byl spuštěn v roce 1987. Zdroj: Southern Company

První palivové pelety LEU+ ADOPT budou nyní zpracovány do palivových proutků a umístěny do čtyř zkušebních souborů. Příští rok budou tyto palivové soubory odeslány do USA k radiačním testům ve druhém reaktoru jaderné elektrárny Vogtle, kterou provozuje Southern Nuclear v Georgii.

Povolení pro palivo s obohacením nad 5 %

V březnu 2023 udělila americká Komise pro jaderný dozor (NRC) povolení k použití palivových pelet ADOPT od Westinghouse v amerických tlakovodních reaktorech. V říjnu Southern Nuclear oznámila, že získala autorizaci od NRC k použití pokročilého jaderného paliva obohaceného až na 6 % U-235 v reaktoru Vogtle 2. Je to poprvé, co americký komerční reaktor získal povolení k použití paliva s obohacením nad 5 %.

Pelety jaderného paliva LEU+ ADOPT od společnosti Westinghouse. Zdroj: Westinghouse

Podle společnosti Westinghouse poptávka po palivu LEU+ ADOPT s obohacením v rozmezí 5-10 % v následujících letech výrazně vzroste. Důvodem bude především prodloužení palivové kampaně energetických reaktorů a nižší počet odstávek.

Palivo ADOPT je jedním z několika konceptů paliva se zvýšenou odolností vůči haváriím. Jedná se o jeden z řady projektů podporovaných v rámci programu DOE na vývoj nových palivových pelet a obalů, které by mohly být komercializovány před koncem tohoto desetiletí.