Американская компания X-energy разработала новый тип ядерного топлива со встроенной защитой от одного из опаснейших явлений при эксплуатации АЭС – расплавления активной зоны ядерного реактора. Официально новинка называется TRISO-X FUEL, но сами разработчики прозвали их «урановыми шариками» или «урановыми конфетками», из-за характерной формы. Больше всего этот вид топлива напоминает многочисленные конфетки-драже в глазури.
Идея в том, чтобы окружить ядерный источник энергии, выделяемой в виде тепла, настолько термостойкой оболочкой, чтобы она не разрушалась при критических ситуациях. Идеальный материал – керамика, которая аккумулирует огромное количество тепла и может отдавать его наружу, но не деформируется даже при длительном нагреве. А для того, чтобы снизить опасное излучение, между ядром и оболочкой добавляется слой графита. Топливный элемент изготовлен в виде сферы, что еще больше усиливает схожесть с конфетами.
Для производства такого топлива уран смешивают с химическими реагентом, который разделяет всю массу на множество крошечных шариков, диаметром порядка 1 мм. Шарики подаются в печь с газообразным графитом, который оседает на уране, образуя первый защитный слой. Далее тысячи шариков упаковывают в отдельные гранулы и запечатывают в оболочку из керамики.
Подобное топливо рассматривается как основное сырье для маломощных мобильных атомных реакторов будущего. В современных стационарных АЭС львиная доля всего оборудования относится к системам безопасности и защиты. Если удастся снизить риски, исключить ряд опасностей, это откроет путь к минимизации конструкции АЭС и появлению нового поколения мощных и эффективных реакторов.