Ученые МИФИ создали сплав "Свинатр" для реакторов IV поколения с ураном и плутонием

Новый сплав для будущего ядерной энергетики

Специалисты Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) разработали новый сплав, предназначенный для применения в ядерном топливе реакторов на быстрых нейтронах, использующих свинец в качестве теплоносителя.

Этот инновационный сплав получил название "Свинатр" и создан на основе свинца с добавлением натрия. Подробности о его разработке стали известны из пресс-службы ядерного университета. Как пишут на сайте ТАСС Наука, данный материал разработан учеными Института промышленных ядерных технологий (ИПЯТ) НИЯУ МИФИ для реакторов четвертого поколения.

"Учеными Института промышленных ядерных технологий (ИПЯТ) НИЯУ МИФИ разработан новый сплав на основе свинца с натрием “Свинатр”. Новый сплав предназначен для использования в ядерном топливе в реакторах IV поколения на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем", - сообщили в МИФИ.

Из "Свинатра" изготавливают жидкометаллический подслой (ЖМП). Этот подслой заполняет промежуток между радиоактивными элементами (смесью урана и плутония) и внешней оболочкой ядерного топлива, называемой тепловыделяющим элементом или твэлом.

Благодаря высокой теплопроводности ЖМП, применение такого подслоя позволяет достичь рекордной степени выгорания ядерного топлива. Это увеличивает количество энергии, получаемой из каждого грамма урана.

Проведенные расчетные и экспериментальные исследования показали, что использование жидкометаллического подслоя улучшит характеристики твэлов с нитридным топливом, предназначенных для реакторов IV поколения на быстрых нейтронах. Предполагается, что температура топлива будет ниже при сохранении всех параметров теплоносителя, а уран-плутониевая таблетка станет меньше распухать и давить на оболочку твэла, что снизит вероятность разгерметизации. Это также приведет к повышению экономической эффективности и эксплуатационной надежности топлива.

Таким образом, твэлы с ЖМП на основе "Свинатра" впервые приобретают экономическую конкурентоспособность по сравнению с традиционными твэлами для реакторов на быстрых нейтронах, которые обычно заполняются теплопроводящими инертными газами.

В настоящее время тепловыделяющие сборки, содержащие такой ЖМП и произведенные на базе МИФИ, проходят испытания в реакторе БОР-60, который находится в АО "ГНЦ НИИАР" - предприятии, входящем в структуру "Росатома".

Кроме того, исследователи ядерного университета разработали и изготовили вкладыши из металлического натрия. Они предназначены для создания жидкометаллического подслоя в новой уникальной тепловыделяющей сборке ОС-5, информация о которой была опубликована на ТАСС Наука в середине сентября.

Как сообщалось ранее, в рамках общего развития атомной отрасли и повышения безопасности ядерного топливного цикла, 10 сентября 2025 года специалисты Росатома представили первую технологию одновременного извлечения металлов платиновой группы из растворов, образующихся при переработке отработанного ядерного топлива. Ученые Радиевого института имени В. Г. Хлопина разработали уникальный способ извлечения рутения, родия и палладия, что ранее было невозможно. Этот метод значительно улучшает экологическую безопасность остекловывания высокоактивных отходов и продлевает срок службы оборудования для их хранения.