Испытания топлива для быстрых реакторов с высокой степенью выгорания, проведенные в рамках совместного проекта США и Японии, стали первыми за последние более чем 20 лет. Эти исследования предоставят уникальные и важные данные, которые будут использованы для дальнейшей разработки и сертификации топлива

Переходные испытания металлического топлива с высокой степенью выгорания, основанные на данных испытаний облучения, проведенных на реакторе EBR-II в Национальной лаборатории Айдахо (INL), были выполнены на установке TREAT (Transient Reactor Test) в той же лаборатории. Для этих целей использовалась новая, специально разработанная испытательная капсула, оснащенная различными датчиками, которые позволяют детально отслеживать поведение топлива в ходе экспериментов.

Эти испытания являются частью совместной инициативы Министерства энергетики США (DOE) и Японского агентства по атомной энергии (JAEA), направленной на разработку и сертификацию топлива для быстрых реакторов. Программа реализуется в рамках пятилетнего плана по совместному использованию оборудования в составе Рабочей группы по исследованиям и разработкам в области гражданской ядерной энергетики (Civil Nuclear Energy Research and Development Working Group). В рамках проекта исследуются два типа топлива: смешанное оксидное топливо, применяемое в современных японских быстрых реакторах, и металлическое топливо, разрабатываемое в США и представляющее значительный интерес для Японии.

Переходные испытания предназначены для изучения пределов безопасности ядерного топлива в условиях, значительно более экстремальных, чем те, которые возникают при нормальной эксплуатации реактора. Установка TREAT, которая была повторно запущена в 2017 году после 23-летнего простоя, является одной из немногих в мире, способной генерировать импульсы энергии, необходимые для таких испытаний. Эти кратковременные энергетические циклы могут превышать мощность коммерческих электростанций более чем в десять раз, что позволяет моделировать аварийные ситуации и оценивать поведение топлива в критических условиях.

Совместные испытания топлива для быстрых реакторов с высокой степенью выгорания, проводимые DOE и JAEA, были приостановлены в 1994 году. Это произошло после остановки реактора EBR-II — быстрого натриевого реактора-размножителя мощностью 62,5 МВт (т) и 20 МВт (э). EBR-II использовался для испытаний топлива и материалов, а также в качестве демонстрационного быстрого реактора. После 30 лет успешной эксплуатации реактор был закрыт, а впоследствии выведен из эксплуатации. Однако его знаковая защитная конструкция была сохранена и перепрофилирована для размещения испытательного стенда DOME в Национальном центре инноваций в области реакторов.

Пострадиационные исследования пройдут в лабораториях INL — Hot Fuel Examination Facility и Irradiated Materials Characterization Laboratory. Первые эксперименты завершатся к концу года, а дополнительные испытания безопасности запланированы на ближайшие несколько лет.