Автори: Тетяна Байбузенко, заслужений енергетик України, Олександр Фоменко, почесний енергетик України

У серпні 2024 року АТ «НАЕК «Енергоатом» отримав позитивний висновок Укрдербудекспертизи та Держатомрегулювання щодо Техніко-економічного обгрунтування будівництва «Технологічного комплексу з виробництва тепловиділяючих збірок» (далі – ТЕО ТКВТВЗ). ТЕО розроблено АТ «Київський науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут «Енергопроект» (далі – АТ КІЕП) в рамках договору з АТ НАЕК «Енергоатом». ТЕО виконано згідно вимог Технічного завдання до Договору у відповідності до діючих норм та правил України.

Розробка ТЕО ТКВТВЗ у цей складний період воєнної агресії росії проти України – є демонстрацією сталого стану діючої енергетики України, керуючої ролі експлуатуючої організації (АТ «НАЕК «Енергоатом») у реалізації державних програм та нагальних завдань поточної експлуатації АЕС із залученням провідного інженерного потенціалу в атомної галузі України.

Оглядаючись на минуле, необхідно зазначити, що виробництво ядерного палива в Україні планувалося ще у середині 90-х років, коли було створено підприємство “УКРТВЗ” – спільне українсько-казахстансько-російське підприємство з виробництва ядерного палива. З різних обставин окрім формального створення підприємства, подальшого розвитку цей проєкт не отримав.

Але вже пізніше на початку 2000-х років, враховуючи наявний в Україні поточний потенціал і необхідність розвитку урановидобувної промисловості, цирконієвого виробництва та диверсифікації з постачання ядерного палива для АЕС України, було розроблено державну цільову економічну програму «Ядерне паливо України», згідно якої розглядалися такі три варіанти розв’язання проблеми забезпечення атомних електростанцій України ядерним паливом:

– перший варіант — закупівля ядерного палива на світовому ринку;

– другий варіант — створення потужностей для виробництва ядерного палива силами вітчизняних підприємств та організацій;

– третій варіант — створення потужностей для виробництва ядерного палива та його елементів шляхом кооперації з іншими країнами.

На підставі всебічного аналізу було визначено, що для України найбільш оптимальним за низкою критеріїв є третій варіант, за яким в Україні створюється підприємство виробництва ядерного палива з придбанням у закордонних фірм та із запровадженням на цьому підприємстві технологій виготовлення комплектувальних виробів, паливних

таблеток і тепловиділяючих збірок (ТВЗ), а також придбанням на світовому ринку послуг з конверсії та збагачення урану для вітчизняного виробництва ядерного палива.

Після початку військової агресії рф проти України у 2014 році, не дивлячись на те, що постачання ядерного палива рф для АЕС України ще продовжувалося за діючими контрактами, за ініціативою АТ НАЕК «Енергоатом» і державною підтримкою з метою диверсифікації постачальників ядерного палива для АЕС України були укладені контракти щодо розробки та постачання ядерного палива для реакторів ВВЕР-1000 з компанією Westinghouse, США.

Таке ядерне паливо було створено Westinghouse за участі провідних українських інженерних компаній і наукових установ та експлуатуючої організації (АТ «НАЕК «Енергоатом»), ліцензоване Держатомрегулювання України, і після успішного проходження пілотного випробовування на Південноукраїнській АЕС, наразі використовується на всіх АЕС України. Виготовлення цього ядерного палива (тепловиділяючих збірок – ТВЗ ВВЕР-1000) здійснюється на підприємстві Westinghouse у місті Вестерос (Швеція) і постачається в Україну.

Створення ТКВТВЗ є продовженням стратегії АТ «НАЕК «Енергоатом» щодо сталої експлуатації енергоблоків АЕС шляхом не тільки отримання готових ТВЗ ВВЕР-1000 з підприємства Вестерос (Швеція), а також виробництва цих ТВЗ дизайну Westinghouse і на території України.

Організація виробництва ядерного палива в Україні надає можливість знизити ризики щодо забезпечення АЕС України ядерним паливом, забезпечити розвиток вітчизняного виробництва, збереження і створення нових робочих місць, збільшити надходження до бюджетів всіх рівнів та надасть передумови щодо подальшого удосконалення ядерно-паливного циклу України в контексті діючої програми «Ядерне паливо України».

У 2023 році АТ КІЕП за замовленням АТ «НАЕК «Енергоатом» було виконано передпроєктні роботи щодо скринінгу потенціальних майданчиків для розміщення ТКВТВЗ. За результатами виконаних робіт було визначено три потенційних майданчики, серед яких згідно Закону України «Про використання ядерної енергії та радіаційну безпеку» на стадії ТЕО необхідно визначитися з переважним майданчиком.

У складі ТЕО ТКВТВЗ, виконаного АТ КІЕП, було здійснено:

· з використанням мульти-факторного аналізу вибір пріоритетного майданчика для будівництва ТКВТВЗ, який відповідає вимогам чинних нормативно-правових актів – біля м. Южноукраїнськ в промисловій зоні Південноукраїнської атомної електростанції (ПАЕС);

· обґрунтування основних технічних рішень за технологією Westinghouse з виробництва ядерного палива реакторів ВВЕР-1000 в ТКВТВЗ;

· оцінку впливів ТКВТВЗ на навколишнє природнє середовище при нормальній експлуатації і аваріях, в тому числі з оцінкою потенційного трансграничного переносу радіоактивних речовин у разі важких аварій;

· визначення основних техніко-економічних показників ТКВТВЗ.

ТКВТВЗ – це підприємство з виготовлення ядерного палива, на якому виконуються операції із збирання ТВЗ із комплектуючих, при цьому:

· виготовлення елементів каркасів ТВЗ (крім головок та хвостовиків) виконується за межами України – на заводі Westinghouse у Вестерос (Швеція);

· виготовлення головок та хвостовиків для ТВЗ виконується на заводі ВП «Атоменергомаш» АТ «НАЕК «Енергоатом»;

· виготовлення тепловиділяючих елементів (далі –ТВЕЛ), включаючи процеси конверсії, збагачення, виготовлення оболонок, виготовлення таблеток, наповнення ТВЕЛ таблетками, запаювання, тощо, виконується за межами України – на заводі Westinghouse у Вестерос (Швеція).

На ТКВТВЗ передбачається виконання таких основних технологічних операцій згідно процесів тотожних Westinghouse у Вестерос (Швеція) з використанням основного технологічного обладнання, постачаємого Westinghouse:

· прийом, вхідний контроль та тимчасове зберігання компонентів (деталей) для каркасів ТВЗ для подальшого використання під час зборки ТВЗ;

· прийом, вхідний контроль та тимчасове зберігання ТВЕЛ з подальшою подачею в зону зборки ТВЗ;

· збирання каркасів ТВЗ з комплектуючих;

· наповнення ТВЗ ТВЕЛами та поглинаючими стрижнями згідно специфікації конкретної ТВЗ;

· контроль зібраної ТВЗ;

· підготовка до відправлення, тимчасове зберігання та відправлення ТВЗ автомобільним транспортом до відповідної АЕС.

Технологічна схема збірки ТВЗ на ТКВТВЗ забезпечує:

· ядерну безпеку;

· безпечну та герметичну локалізацію ядерного матеріалу у ТВЕЛах;

· забезпечення безпеки під час отримання, тимчасового зберігання, під час транспортно-технологічних операцій з комплектуючим, ТВЕЛами та ТВЗ;

· забезпечення безпеки при тимчасовому зберіганні готових ТВЗ;

· захист ТВЗ від екстремальних впливів природного та техногенного походження.

Для функціонування ТВКТВЗ передбачені основні і допоміжні споруди, системи і обладнання, організаційно-технічні рішення, що забезпечують безперебійне та безпечне основне виробництво ядерного палива для АЕС України впродовж проектного терміну служби цього підприємства – 60 років. Планування території ТКВТВЗ та зазначені вище

організаційно-технічні рішення передбачають можливість його розширення для збільшення потужності ТКВТВЗ за потреби.

Реалізація цього проєкту АТ «НАЕК «Енергоатом» з створення ТКВТВЗ для виробництва ядерного палива в Україні очікувано суттєво зменшить вартість ядерного палива, витрати на логістику, надасть передумови для розвитку атомної енергетики України з використанням сучасних західних ядерних установок типу PWR