Megmutatjuk, hol készül a paksi fűtőelem

Moszkva közelében gyártja a Roszatom nukleáris üzemanyaggyára a Paksi Atomerő fűtőelemeit. Ugyanitt készülnek majd a Paks II. Atomerőműhöz is fűtőelemkötegek, amelyek csak annyiban egyeznek a Pakson most használtakkal, hogy szintén hatszögletűek, minden másban viszont eltérnek – egyebek közt erről értesült a VG a világ első számú nukleáris üzemanyaggyárában. A Roszatom üzemanyag-előállító vállalata, a TVEL Elektrosztal városában lévő üzemében 15 ország atomerőművei, 9 ország oktató, illetve kutatóreaktorai, valamint az orosz atomjégtörő flotta számára gyártanak üzemanyagot.

A nukleáris áramtermelés kulcsa a fűtőelem

Az üzemanyaggyártás rejtelmeit megismerve meggyőződhettünk róla, hogy az Európai Uniói egyes tagországai által szankcionálni kívánt atomenergia alfája és ómegája a fűtőelem, ami nélkül nincs áramtermelés. 

Legalább ennyi ideig tartanak ugyanis a mérések, az üzemi tesztelés, a kiégett fűtőelemek hűtése és végül a hatósági engedélyeztetés. A tetemes költség mellett Paks esetén az is teljességgel feleslegessé teszi az esetleges cserét, hogy az atomerőműbe a mostani háborús helyzetben is időben érkezik a friss üzemanyag. A négy, egyenként 500 megawattos paksi blokk mellett Magyarországon a TVEL üzemanyagával működik az Energiatudományi Kutatóintézet területén lévő kutatóreaktor és a BME oktatóreaktora is.

Az újonnan fejlesztett orosz fűtőelemekkel a tervek szerint 2030-től termel villamos energiát az (orosz rövidítéssel) VVER típusú, vagyis nyomott vizes, 1200 MW-s paksi 5. és 6. blokk is. Majdani üzemanyagukat elég lehet az erőmű üzembe helyezésének évében legyártani, mindazonáltal a gyártás előkészítése, például a szabad kapacitás biztosítása miatt célszerű lehet azokat 1-2 évvel előre megrendelni. Elektrosztalban egyébként már készültek ahhoz hasonló üzemanyag-kazetták, amilyenekre Paks II.-nek is szüksége lesz, hiszen már öt VVER-1200 blokk is üzemel, hamarosan pedig a hatodik is indul Fehéroroszországban. A TVEL kész a két új paksi blokkot is ellátni fűtőelemekkel a működése végéig (ahogyan a Paksi Atomerőműt), de a szállításukra vonatkozó szerződés az uniós elvárásokkal összhangban egyelőre csak tíz évre szól.

Éppen magyar szállítmányt állít össze a TVEL

A Tvelnek két fűtőelemgyára van. A nagyobbik a Moszkva közelében lévő Elektrosztal városában működik Elemas néven, ez a maga nemében a világon a legnagyobb. A másik a novoszibirszki. A teljes kapacitással működő elektrosztali gyár jelentős vendégforgalmat is bonyolít, mert a megrendelői rendszeresen a helyszínen ellenőrzik a nekik készülő fűtőelemek gyártását. Újságírókat azonban a koronavírus miatti hároméves szünet után az Elemas most fogadott először – mégpedig magyarokat –, és éppen akkor, amikor az üzem három gyártósorának egyikén a Paksi Atomerőmű fűtőelemei készülnek. Mint Ilja Kantejev, a TVEL urániumpellet részlegének vezetője elmondta, 

 Nem fedte fel, hogy mikor indítják útnak a két hét alatt legyártott 19 tonnányi küldeményt – az időpont egyébként is államtitok –, de megmutatta azokat a cső alakú szállító konténereket, amelyekben repülőre rakják a fűtőelemeket, és amelyek kicsit mások, mint a vasúti szállítás során használt konténerek. Az Ukrajnán keresztüli, hagyományos vasúti szállítás a háború miatt lehetetlenült el.

Ahány atomerőmű, annyi fűtőelem

A kiszállítás előtti munkafolyamat az elektrosztali gyárban azoknak a 130 literes tartályoknak a fogadásával kezdődik, amelyek a TVEL más üzemeiben urán-hexafluorid gázból előállított urán-dioxid-port tartalmazzák. Ez a por a nukleáris fűtőelemek alapanyaga. A gyárban a Roszatom technológiájával működő mind a három fő reaktortípushoz – grafitmoderátoros, nyomottvizes és gyorsneutronos –, továbbá a nyugati nyomott vizes, angol rövidítéssel PWR-blokkokhoz is készül itt fűtőelem. A végtermék mégsem négyféle, hanem annyiféle, ahány megrendelője van a TVEL-nek. Ez azért van így, mert egy kicsit az azonos típusú atomerőművek is eltérnek egymástól, illetve különböznek a megrendelők igényei is. Így más fűtőelemet rendel az egyaránt az orosz technológiát használó cseh Dukovany, a szlovákiai Mohi, a finnországi Loviisa atomerőműve és a hazai paksi létesítmény. A TVEL egyik állandó nyugati megrendelője a franciaországi Framatome, de a VG úgy tudja, hogy további, például ázsiai potenciális vásárlókkal is folynak egyeztetések.

Egy álló nap sütik a pasztillákat

Az Elemasnál folyó gyártás első lépcsőjeként egy hatalmas tartályban összekeverik az urán-dioxidot a szükséges adalékanyagokkal, a másodikban tablettákat préselnek belőle, amelyeket a harmadikban – 1770 Celsius-fokon 24 órán át – kiégetnek. A tabletták 30 mikronos tűréshatárral készülnek, napi 3,6 tonnás mennyiségben. 

 A kész uránpasztillákat 9,1 milliméter belső átmérőmű, két méter hosszú, cirkóniumötvözetből készült csövekbe, azaz üzemanyagpálcákba töltik. A megtöltött pálcákat ezt követően lezárják, kazettákba kötegelik, és az említett szállítótartályokba csomagolják. Egy kazettába 126 fűtőelempálca kerül, napi 8-10 kazettát állítanak össze az üzemben.

Új piacot szolgálnak ki a moduláris reaktorok

A TVEL a világ egyik legnagyobb nukleárisfűtőelem-gyártója. Szinte kizárólag e társaság látja el az anyavállalata, a Roszatom által működtetett, illetve a már említett külföldi atomerőműveket. Másik jelentős piacának az atomjégtörők számítanak, a harmadik, még kibontakozóban lévőnek pedig a kis, moduláris atomreaktorok. 

 Az első ilyen kis reaktor az orosz távol-keleti Pevek városának termel áramot. Megkezdték két újabb orosz távol-keleti kis moduláris reaktor építését és további kettő terveznek. Ezek fűtőanyagát  az atomjégtörőkén használtak alapján fejlesztették ki.

Azt, hogy hogyan lesz az uránércből villamos energia, megtudhatják Hárfás Zsolt videójából.