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BN-800, der weltweit leistungsstärkste Schnellneutronenreaktor im Block 4 des KKW Belojarsk in Russland, wurde mit der ersten serielle Charge MOX-Brennstoff aus abgereicherten Uran- und Plutoniumoxiden beladen. Nach einer Überholung hat die Anlage den Betrieb erfolgreich wieder aufgenommen.

Im Gegensatz zu traditionellen Kernbrennstoffen mit angereichertem Uran basieren MOX-Brennstoffelemente auf der Mischung von Derivaten des Kernbrennstoffkreislaufs, wie in kommerziellen Reaktoren gezüchtetem Plutoniumoxid und abgereichertem Uranoxid, das durch Entfluorierung von abgereichertem Uranhexafluorid (UF6) gewonnen wird (sogenannten Sekundärabfällen von Urananreicherungsanlagen).

Die KKW-Ingenieure haben 18 MOX-Brennelemente in den Kern des BN-800-Reaktors geladen, während Rosenergoatom und TWEL (d.h. die Stromerzeugungs- und Kernbrennstoffdivision der Staatskorporation Rosatom) im Jahr 2020 die Ladung einer weiteren Charge von 180 Brennelementen planen. Bis Ende 2021 hat sich Rosatom verpflichtet, alle verbleibenden uranbasierten Brennelemente im Kern durch MOX-Brennelemente zu ersetzen. Damit würde zum ersten Mal in der russischen Geschichte ein Schnellneutronenreaktor den Betrieb ausschließlich mit einer vollen Ladung MOX-Brennstoff aufnehmen.

„Rosatoms Strategie zielt darauf ab, ein Zweikomponenten-Kernkraftsystem mit thermischen Neutronen- und Schnellneutronenreaktoren zu schaffen sowie den Kernbrennstoffkreislauf zu schließen, wodurch eine Reihe sehr wichtiger Aufgaben gelöst würden. Erstens würde dies die Rohstoff-Basis für Kernkraftwerke exponentiell ankurbeln. Zweitens würde dies die Wiederverwertung abgebrannter Brennelemente anstelle der Lagerung ermöglichen. Und drittens befassen wir uns erneut mit dem Kernbrennstoffkreislauf und nutzen die angesammelten abgereicherten Uranhexafluorid und Plutonium“, kommentierte Witalij Khadeew, TWEL-Vizepräsident für Geschlossenen Kernbrennstoffkreislauf.

„Im Block 4 haben wir die erste Generalüberholung seit vier Jahren des Betriebs durchgeführt. Diese Anlage hat zwei Aufgaben: es soll nicht nur Strom erzeugen, sondern auch eine vielversprechende Technologie beherrschen, die für die Zukunft der Kernenergie wichtig ist. Die während der Überholung durchgeführten Arbeiten zielen darauf ab, den langzeitsicheren Betrieb der gesamten Anlage sowie die Zuverlässigkeit der Ausrüstung zu gewährleisten”, betonte Iwan Sidorow, Direktor des KKW Belojarsk.

Die Serienproduktion von MOX-Brennstoff begann Ende 2018 im Bergbau- und Chemiekombinat in Schelesnogorsk, Region Krasnojarsk (Ostsibirien). Der Start dieser einzigartigen hochautomatisierten Fertigungshalle war auf die breite Zusammenarbeit der russischen Nuklearindustrieunternehmen unter Koordinierung von TWEL zurückzuführen, das auch offizieller Lieferant den MOX-Brennstoff für das KKW Belojarsk ist.

Der BN-800-Reaktor wurde ursprünglich mit einem Hybridkern gestartet, der sowohl Uran- als auch MOX-Brennstoffe enthielt. Während die Uran-BN-800-Brennelemente von Elemasch (der größten Fertigungsstätte von TWEL in der Stadt Elektrostal, Moskauer Region) hergestellt wurden, handelte es sich beim MOX-Brennstoff um experimentelle Brennelemente, die am Forschungsinstitut für Atomreaktoren in Dimitrowgrad, Region Uljanowsk, zusammengebaut wurden.

Das Brennstoffunternehmen TWEL von ROSATOM umfasst Unternehmen zur Herstellung von Kernbrennstoffen, Uranumwandlung und -anreicherung, Herstellung von Gaszentrifugen sowie zu Forschungs- und Entwicklungsorganisationen. Es ist der einzige Lieferant von Kernbrennstoff für russische Kernkraftwerke. TWEL liefert Kernbrennstoff für 76 Reaktoren in 15 Ländern weltweit, Forschungsreaktoren in acht Ländern sowie Transportreaktoren der russischen Atomflotte. Jeder sechste Leistungsreaktor der Welt wird mit von TWEL hergestelltem Brennstoff betrieben. www.tvel.ru