Технологию получения важного компонента для ядерного топлива будущего разработали в Росатоме

Ученые Топливного дивизиона Росатома разработали промышленный метод получения изотопа азот-15. Он нужен для производства следующего поколения нитридного уран-плутониевого топлива, в ТВЭЛ 13 марта 2026 года, в пятницу.

"В рамках научно-исследовательского проекта в Бочваровском институте в Москве был создан укрупненный лабораторный стенд для исследования разделения изотопов азота в двухфазных газожидкостных системах. Проведены работы по исследованию и оптимизации технологических режимов получения высокообогащенного изотопа азот-15, наработана первая партия продукции", – рассказывают в ТВЭЛ.

Изотоп азот-15 – важный компонент для высокоплотного уран-плутониевого нитридного топлива (СНУП-топлива), которое планируется использовать в реакторах на быстрых нейтронах. По оценкам ученых Росатома, изотопно-модифицированное СНУП-топливо, где место природного азота займет азот-15, будет обладать рядом преимуществ: его внедрение поможет снизить наработку радиоактивных изотопов в активной зоне и повысить эффективность эксплуатации топлива.

Освоение технологии разделения изотопа в больших масштабах в перспективе позволит организовать в Топливном дивизионе Росатома промышленное производство азот-15. Компания рассматривает этот изотоп как значимый ресурс для развития инновационных решений по всей цепочке ядерного топливного цикла.

"Реакторы на быстрых нейтронах имеют стратегическое значение для энергетики будущего", – подчеркивает старший вице-президент по научно-технической деятельности ТВЭЛ Александр Угрюмов.

По его словам, в настоящее время идет выстраивание всеобъемлющей научно-технической базы, которая позволит в дальнейшем построить новую технологическую платформу в атомной отрасли по всей цепочке ядерного топливного цикла.

"Наши исследования одновременно охватывают перспективные топливные и конструкционные материалы, технологий фабрикации уран-плутониевого топлива и решения по его переработке. Все эти разработки направлены на энергетическую и экологическую безопасность в парадигме устойчивого развития – максимально возможное расширение сырьевой базы АЭС при минимизации радиоактивных отходов и облученного топлива", – рассказывает он.

Первой установкой, рассчитанной на работу с полной загрузкой СНУП-топливом, является реактор четвертого поколения БРЕСТ-ОД-300, который конструируют на Сибирском химическом комбинате Росатома в Северске Томской области в составе Опытно-демонстрационного энергокомплекса в рамках стратегического отраслевого проекта "Прорыв".

В Генеральной схеме размещения объектов энергетики России также предусмотрено строительство еще семи серийных энергоблоков большой мощности с "быстрыми" реакторами до 2042 года.

16 сентября 2025 года в ТВЭЛ сообщали о создании , которое повысит эффективность эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах. Речь идет о тепловыделяющей сборке ОС-5. Впервые под стальную оболочку твэла (топливный стержень) был помещен слой жидкого металла – натрия. Он обволакивает топливные таблетки из смеси урана и плутония, создавая дополнительную защиту.

Основой сборки стало СНУП-топливо. Это смешанное нитридное уран-плутониевое топливо, где делящийся материал представлен не в виде оксидов (как в большинстве действующих АЭС), а в форме нитрида – соединения с азотом. Такая технология обеспечивает более высокую теплопроводность и компактность топлива, что повышает его эффективность и надежность.

Использование жидкометаллического подслоя позволяет снизить температуру топливных таблеток и уменьшить их распухание в процессе работы реактора. Это важно, поскольку избыточное давление топливных таблеток на оболочку твэла может привести к их разгерметизации. Новый подход снижает риск аварий и повышает срок службы топлива.