在俄羅斯原子能公司主要機(jī)構(gòu)和企業(yè)的支持下，位于克拉斯諾亞爾斯克的熱列茲諾戈?duì)査箍说V業(yè)與化學(xué)聯(lián)合企業(yè) (MCC) I 建立了一個(gè)獨(dú)特的 MOX 燃料生產(chǎn)工業(yè)綜合體，以確保為別洛亞爾斯克核電站 4 號(hào)機(jī)組的 BN-800 快堆制造和供應(yīng)燃料組件。它在建立基于再生和再循環(huán)材料的平衡核燃料循環(huán)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2023 年 12 月，MCC 制造了首批三個(gè)鈾钚混合氧化物 (MOX) 燃料組件。這些燃料組件還包含其他超鈾元素，包括镅-241 和镎-237。這些組件已于今年早些時(shí)候完成驗(yàn)收測(cè)試并裝入 BN-800。燃料將在三個(gè)為期約一年半的微型活動(dòng)中進(jìn)行試運(yùn)行(鉛測(cè)試組件計(jì)劃)。

次錒系元素是在反應(yīng)堆核心運(yùn)行過程中，輻射核燃料中產(chǎn)生的反應(yīng)物。與钚一樣，這些元素也來自鈾的嬗變。镎、镅和鋦的同位素對(duì)放射化學(xué)家來說尤其重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)趶U燃料再處理和放射性廢物管理中具有重要意義。它們具有高放射性和毒性，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，半衰期長，是核廢料中最危險(xiǎn)的成分。

俄羅斯的解決方案是快中子反應(yīng)堆，這種反應(yīng)堆不僅可以使用濃縮天然鈾作為燃料，還可以使用核燃料循環(huán)的次級(jí)產(chǎn)品，例如貧化鈾和钚。此外，研究表明，在快中子通量下，廢燃料中的次錒系元素將裂變成代表相當(dāng)廣泛的放射性和穩(wěn)定同位素的碎片，這些碎片的潛在危險(xiǎn)性要小得多。

MCC 的燃料制造廠 (ZFT – Zavod Fabrikatsii Topliva) 不僅為 BN-800 的定期加油提供穩(wěn)定的 MOX 組件產(chǎn)量，而且還持續(xù)開展工作以提高效率和開發(fā)新的技術(shù)解決方案。

ZFT 從 2024 年開始安裝手套箱，用于生產(chǎn)樣品和壓粉，以最大限度地減少人員與核材料的接觸并提高安全性。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)生產(chǎn)了一批燃料元件和燃料芯塊的試驗(yàn)批次。通過消除篩片干燥并減少操作次數(shù)，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到了提高。隨后，釋放的設(shè)備用于氧化具有不同同位素組成的廢料的技術(shù)——MOX 燃料芯塊因不符合技術(shù)要求而被拒絕。

這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)施是一項(xiàng)真正的成就，也是 ZFT 專家工作的出色成果。今年春季，用于別洛亞爾斯克 4 號(hào)機(jī)組第 15 次換料的 MOX 組件的穩(wěn)定生產(chǎn)正在進(jìn)行中，6 月份向該工廠發(fā)送了 64 個(gè)組件。其中包括 23 個(gè)含有镅-241 的組件，用于第 13 次換料，這次換料成功。另外 41 個(gè)組件已經(jīng)送往第 14 次換料。

今年下半年，ZFT 必須解決一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，即通過提高設(shè)備生產(chǎn)率來彌補(bǔ)在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方面積累的積壓。除了已經(jīng)描述的措施外，ZFT 的爐子生產(chǎn)率也顯著提高。一次燒結(jié)的質(zhì)量現(xiàn)在為 32 公斤，比之前的 20 公斤增加了 1.5 倍多。

下一批 MOX 燃料的發(fā)貨已在計(jì)劃中：用于第 14 次和第 15 次加油的第一部分，包括燃料組件。下一次合同義務(wù)的履行已正式確定，即在 11 月出售 170 個(gè)組件，用于 Beloyarsk 4 的第 15 次加油。