Компания Clean Core Thorium Energy (CCTE) объявила об успешном завершении двухлетних испытаний экспериментального ядерного топлива ANEEL, созданного на основе тория и низкообогащенного урана нового поколения HALEU. По данным испытаний, топливо продемонстрировало уровень выгорания более чем в 8 раз выше, чем у традиционного топлива для тяжеловодных реакторов.

Тесты проходили в исследовательском реакторе Advanced Test Reactor Национальной лаборатории Айдахо (INL). Разработчики считают, что результаты могут открыть путь к более эффективной и менее «грязной» атомной энергетике, особенно для новых компактных реакторов, которые сейчас активно разрабатываются в США и других странах.

ANEEL — сокращение от Advanced Nuclear Energy for Enriched Life — представляет собой смесь тория и HALEU, то есть высокообогащенного низкообогащённого урана. Такой парадоксальный термин используется для топлива, в котором доля изотопа урана-235 выше стандартных 5%, но ниже оружейного уровня.

Сегодня большинство коммерческих реакторов работают на обычном уране с обогащением до 5%. Тяжеловодные реакторы, напротив, часто используют практически необогащенное топливо — содержание урана-235 там составляет около 0,72%. Именно поэтому разработчики рассматривают ANEEL как потенциальный способ резко повысить эффективность таких реакторов без полного перехода на новые типы энергетических установок.

Фото: CCTE

В рамках испытаний в реактор загрузили 12 экспериментальных топливных стержней. Целью было проверить, сможет ли новое топливо достичь уровней выгорания 20, 40 и 60 гигаватт-дней на метрическую тонну урана — это показатель того, сколько энергии удалось извлечь из топлива за время работы.

Результаты оказались значительно лучше ожиданий. Восемь стержней достигли первых двух целевых уровней ещё в прошлом году, а оставшиеся четыре недавно превысили отметку в 60 GWd/MTU. При этом условия внутри исследовательского реактора были более жёсткими, чем в обычных коммерческих тяжеловодных реакторах, что делает результаты особенно важными.

Разработчики утверждают, что сочетание тория и HALEU может дать сразу несколько преимуществ: более эффективное использование топлива, повышение безопасности реакторов, снижение риска распространения материалов для ядерного оружия и сокращение количества долгоживущих радиоактивных отходов.

Глава CCTE Мехул Шах заявил, что основной целью проекта было практическое внедрение тория в существующий ядерный топливный цикл без необходимости полностью перестраивать атомную инфраструктуру.

Сейчас экспериментальные стержни проходят послереакторный анализ в лабораториях INL. После завершения исследований компания рассчитывает перейти к демонстрационным испытаниям ANEEL уже на коммерческих атомных электростанциях.

Интерес к HALEU и альтернативным видам топлива особенно вырос на фоне разработки малых модульных реакторов и других компактных ядерных систем, которым требуется более энергоёмкое и эффективное топливо. Именно поэтому результаты испытаний ANEEL могут оказаться важными далеко за пределами тяжеловодных реакторов.