Ядерное топливо энергетических быстрых ядерных реакторов нового поколения на основе композитных материалов

Окунев В.С.

Ключевые слова: композитные материалы, металлокерамика, нанопорошок, уран, безопасность, аварийные режимы типа ATWS.

Аннотация. В статье анализируется возможность использования нового таблеточного топлива быстрых ядерных реакторов, основанного на смеси микрозерен керамики и нанопорошка металлического урана. Уран выполняет функции геттера свободного кислорода или азота, выходящего из керамических соединений плутония (оксид, нитрид). Нанопорошок, заполняя поры между микрозернами керамики, позволяет уменьшить пористость топлива и увеличить объем делящегося материала. Это ведет к повышению мощности реактора. Новое топливо характеризуется более высокой средней плотностью и теплопроводностью по сравнению с керамикой. Это способствует повышению самозащищенности реактора от тяжелых аварий.

Nuclear fuel of power fast nuclear reactors of a new generation based on composite materials

Okunev V.S.

Keywords: composite materials, cermets, nanopowder, uranium, safety, anticipated transient without scram.

Abstract. The article analyzes the possibility of using a new pellet fuel for fast nuclear reactors based on a mixture of ceramic micro grains and uranium metal nanopowder. Uranium acts as a getter for free oxygen or nitrogen coming out of plutonium ceramic compounds (oxide, nitride). The nanopowder, filling the pores between ceramic micro grains, makes it possible to reduce the porosity of the fuel and increase the volume of the fissile material. This leads to an increase in the power of the reactor. The new fuel is characterized by a higher average density and thermal conductivity compared to ceramics. This helps to increase the self-protection of the reactor from severe accidents.