Rusya’nın devlet nükleer şirketi Rosatom’un Yakıt Bölümü, OS-5 adı verilen yeni tip nükleer yakıt düzeneğinin üretimini tamamlayıp kabul süreçlerini sonuçlandırdı. Dördüncü nesil hızlı nötron reaktörleri için tasarlanan düzenek, ‘Proryv’ (Çığır Açan) programının çekirdeğini oluşturan BREST-OD-300 reaktörüne özel olarak geliştirilen karışık nitrür uranyum-plütonyum (SNUPP) yakıtını kullanıyor. Programın uzun vadeli vizyonu, kapalı nükleer yakıt çevrimine geçiş; böylece kullanılmış yakıttan plütonyum ve diğer aktinitlerin ayrıştırılıp yeniden yakıta dönüştürülmesiyle hem atık hacmi hem de uzun vadeli radyotoksisitenin düşürülmesi hedefleniyor.
SIVI METAL ARA KATMAN
Son geliştirme, Tomsk Bölgesi’ndeki Sibirya Kimya Fabrikası’nda hayata geçirildi. Rosatom’a göre OS-5 tasarımında yakıt çubuklarının içinde sıvı metal alt katmanının kullanılması, soğutucu parametreleri korunurken yakıt çalışma sıcaklıklarını düşürmeyi amaçlıyor. Böylelikle uranyum-plütonyum peletlerin termal genleşmesi sınırlanacak; peletlerin yer aldığı metal kaplama tüplere (cladding) binen mekanik gerilmeler azalacak. Bu yaklaşım, kaplamada oluşabilecek deformasyon ve sızdırmazlık risklerini düşürerek hem operasyonel güvenilirliği hem de ekonomik performansı iyileştirmeyi hedefliyor.
PİLOT UYGULAMA PLANI
OS-5’in saha kullanımına geçmeden önce Rus düzenleyici kurumu Rostekhnadzor’dan onay alması gerekiyor. Onayın ardından yakıt düzeneği, Sverdlovsk Bölgesi’ndeki Beloyarsk NGS’de işletilen BN-600 hızlı reaktöründe pilot endüstriyel denemelere tabi tutulacak. Bu adım, BREST-OD-300’ün devreye girmesi ve yerinde yakıt üretimi, yeniden üretim ve yeniden işleme ünitelerini de içeren Pilot Gösteri Enerji Kompleksi’nin bütünleşik çalışması için kritik bir doğrulama aşaması olacak.
YANMA HEDEFİ ARTACAK
Rosatom’a bağlı araştırma kuruluşu Bochvar Enstitüsü Genel Müdür Yardımcısı Mihail Skupov, program hedeflerine ilişkin yaptığı değerlendirmede, BREST-OD-300’ün başlangıç yüküne yönelik ilk nesil SNUPP yakıtının ağır atomların yüzde 6 yanmasıyla doğrulandığını, kademeli olarak ortalama yüzde 12 yanma derinliğine ulaşmayı amaçladıklarını aktardı. Yanma (burnup) değerlerindeki artış, yakıt çevrimlerinin uzaması, birim enerji başına daha az atık üretimi ve kapalı çevrim hedefiyle uyumlu kaynak verimliliği anlamına geliyor.
TİCARİLEŞME YOL HARİTASI
Proryv girişimi, 300 MWe kapasiteli BREST-OD-300’ün ilk yıllarındaki işletme deneyimlerinin başarılı olması halinde, daha büyük ölçekli BN-1200M (1200 MWe) ticari üniteye geçişi öngörüyor. Bu basamaklı yaklaşım, teknolojik risklerin yönetilmesini ve tedarik zincirinin olgunlaştırılmasını hedefliyor. Rosatom’un yakıt kolu TVEL’in kısa süre önce tanıttığı onuncu nesil gaz santrifüjleri de uranyum zenginleştirmede kapasite ve verimlilik artışı sağlayarak yeni yakıt stratejisini destekliyor.
KAPALI ÇEVRİM VİZYONU
Kapalı yakıt çevriminde amaç, reaktörden çıkan yakıtın yerinde veya yakın bir tesiste yeniden işlenip değerli malzemelerin geri kazanılması ve yeniden yakıta dönüştürülmesi. OS-5 gibi gelişmiş yakıt tasarımları, daha düşük termal stres, daha yüksek yanma ve daha sıkı güvenlik marjlarıyla bu vizyona mühendislik zemin hazırlıyor. BREST-OD-300’ün entegre kompleks yapısı (yakıt üretimi, yeniden üretimi ve yeniden işleme) lojistik ve düzenleyici süreçleri sadeleştirirken, atık yönetiminde de çevresel kazanımlar vaat ediyor.
