Почти все из более чем 400
действующих сегодня атомных реакторов используют топливо из низкообогащенного
урана (НОУ), содержащего не более 5% делящегося изотопа уран-235 (235U). Однако
ВНОУ может быть обогащен до 19,95% по урану-235. «Более высокий уровень
обогащения ВНОУ позволит создавать меньшие по размеру активные зоны, например,
для малых модульных реакторов и микрореакторов, а также обеспечит более высокое
выгорание топлива и более длительную топливную кампанию, — говорит Елена
Миколайчук, руководитель Отдела ядерного топливного цикла и технологии
обращения с отходами МАГАТЭ. — Это, в свою очередь, может повысить коэффициенты
использования мощности атомных электростанций».
Коэффициент использования
мощности — это отношение количества электроэнергии, производимой за
определенный период времени, к максимальной мощности, — показатель, по которому
атомная энергетика уже значительно превосходит другие источники энергии.
Перезагрузка ядерной
энергетики
ВНОУ может быть получен
путем обогащения в газовых центрифугах, аналогично НОУ, или путем смешивания
высокообогащенного урана со старыми запасами. Обогащение до диапазона ВНОУ
требует большего количества исходного урана и единиц работы разделения (ЕРР) —
механических усилий, необходимых для достижения желаемого обогащения урана-235.
Это означает задействование более крупных центрифужных каскадов с более
высокими энергозатратами. Однако перспективные виды топлива, которые можно
производить из ВНОУ, обеспечивают преимущества в части оптимизации
энергетической системы, которые оправдывают эти первоначальные затраты.
В мире разрабатывается
множество видов топлива на основе ВНОУ, включая топливо для реакторов на
быстрых нейтронах и топливо с трехструктурным изотропным покрытием
(TRISO-топливо или топливо ВТГР), представляющее собой микросферы размером с
маковое семя, внутри которых находится уран. TRISO-топливо, первоначально
сконструированное несколько десятилетий назад, но еще не получившее широкого
коммерческого применения, отличается исключительной прочностью. Оно может
выдерживать температуры до 1700 °C, что создает условия для повышения запаса по
надежности реактора и обеспечения эффективной работы при высоких температурах.
Расширение производства
ВНОУ для новых ядерных реакторов
Увеличение коммерческих
поставок ВНОУ имеет решающее значение для достижения целей по сооружению новых
усовершенствованных реакторов и устойчивого развития атомной энергетики.
В настоящее время
Российская Федерация эксплуатирует реакторы на быстрых нейтронах (БН-600 и
БН-800), в которых используется или может использоваться топливо на основе
ВНОУ. Россия обладает всей необходимой инфраструктурой для организации
топливного цикла ВНОУ, включая конверсию, обогащение, изготовление и
транспортировку топлива, и планирует расширять производственные мощности для
удовлетворения будущего спроса, в том числе для развертывания малых модульных
реакторов. Китай также обладает инфраструктурой для начала крупномасштабного
производства топлива на основе ВНОУ.
Соответствующие
производственные контуры, при поддержке крупных инвесторов, налаживаются также
во Франции, Великобритании и США. В 2024 году Великобритания выделила около 400
млн долл. США на производство ВНОУ, а в 2025 году Европейский инвестиционный банк
предоставил кредит в размере около 500 млн долл. США французской компании по
производству ядерного топлива Orano для поддержки расширения деятельности по
обогащению. В январе 2026 года Министерство энергетики США объявило о выделении
2,7 млрд долл. США на десять лет для целей обогащения урана.
Во Франции компания Orano
расширяет свой завод по обогащению урана Georges Besse II. Ожидается, что к
2030 году будут введены в эксплуатацию еще четыре каскада центрифуг. Компания
также планирует построить крупный завод по обогащению урана в США, в городе
Оук-Ридж, штат Теннесси.
В Великобритании компания
Urenco модернизирует завод по производству ВНОУ на своем предприятии в
Капенхерсте. Предполагается, что к 2031 году завод будет производить 10 тонн
этого материала в год.
По данным Министерства
энергетики США, спрос на ВНОУ в Соединенных Штатах Америки может вырасти до 50
тонн в год к 2035 году. Страна активно работает над укреплением своей цепочки
поставок в рамках программы доступности ВНОУ, которая предполагает поставку
ВНОУ силами местных американских компаний и производство небольших объемов за
счет ресурсов Министерства энергетики. Поставщик ядерного топлива Centrus
Energy уже произвел более 900 килограммов ВНОУ по контракту, заключенному в
рамках этой программы, и несколько других компаний были выбраны для выполнения
работ по обогащению или реконверсии.
Решение нормативных
вопросов для обеспечения устойчивости
Более высокий уровень
обогащения ВНОУ имеет важные последствия в части применения гарантий,
обеспечения ядерной и физической безопасности, в том числе во время перевозки.
В то время как материалы с низким содержанием урана (НОУ), обогащенные ниже
10%, классифицируются как материалы категории III независимо от количества,
материалы ВНОУ с обогащением выше 10% приобретают статус материалов категории
II при количестве свыше 10 килограммов, с более строгими требованиями к
физической безопасности на площадках реакторов и объектах топливного цикла.
Необходимо будет
модифицировать существующие транспортные контейнеры или изготавливать новые в
соответствии с уровнем безопасности для материалов категории II. В целях
соблюдения требований по лицензированию необходимо также увеличить запасы по
критичности для установок и транспортных упаковок. Более высокое обогащение
ВНОУ по урану-235 также подразумевает, что инспекции МАГАТЭ должны проводиться
еще тщательнее, поскольку высокообогащенный уран оружейного качества может быть
произведен с меньшим количеством сырья и в более короткие сроки, чем
низкообогащенный уран.
Нельзя забывать о том, что
решающее значение для наращивания производства ВНОУ сообразно растущему спросу
и обеспечения стабильных поставок топлива для реакторов будущего будет иметь
привлечение устойчивых инвестиций и получение одобрения регулирующих органов.
МАГАТЭ,
12.08.2026
