Patentovaná technologie výroby hafnia zvýší bezpečnost jaderných elektráren

Výzkumný ústav VNIINM se v rámci společnosti TVEL, která je součástí státní korporace Rosatom a je tvořena podniky na výrobu jaderného paliva, konverzi a obohacování uranu a výrobu plynových centrifug, zabývá výzkumem a vývojem jaderného paliva a materiálů používaných pro jeho výrobu.
Součástí aktivní zóny jaderného reaktoru jsou i prvky sloužící pro řízení výkonu – v případě reaktorů VVER-440 to jsou regulační kazety, v případě reaktorů VVER-1000 řídicí tyče, které jsou součástí palivových kazet. Ústav se zabývá výzkumem a vývojem i těchto prvků. Řídicí prvky jsou obvykle vyrobeny z karbidu boru, což je látka, která velmi dobře pohlcuje tepelné neutrony, čímž zabraňuje štěpení dalších jader uranu a snižuje tak intenzitu řetězové štěpné reakce a tím i výkon reaktoru. Opačné vlastnosti má zirkonium, které velmi dobře neutrony propouští, a proto je z něj vyráběno ochranné pokrytí palivových proutků.
Generální ředitel ústavu VNIINM, Valentin Ivanov, sdělil, že absorpční vlastnosti hafnia jsou několikanásobně vyšší než v případě karbidu boru a navíc ve srovnání s touto sloučeninou ubývají s postupem času podstatně pomaleji. Hafniové řídicí elementy tak budou mnohem trvalejší, než ty současné, což bude přispívat k bezpečnému provozování jaderných reaktorů.
Kromě toho ústav připravil také technologii výroby ochranných clon - desek z hafnia. Používáním těchto clon bude možné omezovat hromadění druhotné radioaktivity v materiálu reaktorové nádoby – jde o radioaktivitu, která vzniká ozařováním původně neradioaktivního materiálu. Díky tomu dojde ke snížení radiační zátěže materiálu reaktorové nádoby a tím k prodloužení doby jejího provozu. Vědci ze společnosti Čepeckij mechaničeskij závod (součást TVELu) otestovali výrobu hafniového prášku pomocí elektrolýzy. Tento postup podstatně zlevní výrobu hafnia a umožní tak jeho použití v jaderné energetice v průmyslovém měřítku. Výzkumníci z ústavu VNIINM připravili aplikaci patentovaných postupů výroby v petrochemickém a elektrotechnickém průmyslu a v lékařství.

O ústavu VNIINM
Výzkumný ústav VNIINM vznikl ji ž v počátcích ruského jaderného průmyslu. Podílel se na vytváření systému ruských jaderných zbraní a později se přeorientoval na mírové využívání jaderné energie – námořní jaderné reaktory, jaderné elektrárny a kosmická jaderná zařízení. Soustředí se především na vývoj jaderného paliva a jeho konstrukčních materiálů a na přepracování použitého jaderného paliva. Dále se zabývá také nakládáním s radioaktivními odpady a materiálovým výzkumem.
Akciová společnost TVEL, která byla založena v září 1996, je součástí státní korporace Rosatom. Je tvořena podniky na výrobu jaderného paliva, konverzi a obohacování uranu, výrobu plynových centrifug a patří do ní také vědecko-výzkumné ústavy a konstruktérské kanceláře. Je jediným dodavatelem jaderného paliva pro ruské jaderné elektrárny. TVEL zásobuje palivem 78 energetických reaktorů v 15 zemích, výzkumné reaktory v 10 zemích a také námořní reaktory flotily jaderných ledoborců. Jaderné palivo TVEL využívá každý šestý reaktor ve světě, včetně českých jaderných elektráren Temelín a Dukovany. Všech devět českých jaderných reaktorů (šest energetických, dva výzkumné a jeden univerzitní) pracuje v současné době s palivem vyrobeným v Ruské federaci.