Na letošní rok připadá 20. výročí tendru na dodávky paliva pro jadernou elektrárnu Dukovany. Tím byla zahájena zcela nová etapa spolupráce mezi dodavatelem paliva, dnešní společností TVEL, a jeho odběratelem, jadernou elektrárnou Dukovany. Jedním z přínosů je i to, že do dukovanských reaktorů jsou zaváženy palivové novinky TVELu jako na první jadernou elektrárnu za hranicemi Ruska.

První z dukovanských bloků byl spuštěn v roce 1985 s použitím původního paliva pro reaktory VVER-440 a tříletého palivového cyklu. V průběhu let se typ paliva změnil čtyřikrát a dnes je elektrárna provozována v 5letém cyklu s tím, že je připravován přechod na 6letý. To znamená, že každý ze 349 palivových souborů může být používán v reaktoru pět nebo šest let namísto původních tří let, což pochopitelně znamená podstatné ekonomické výhody. Aby to bylo možné, muselo projít palivo ruského výrobce ELEMAŠ (dnes součást palivové společnosti TVEL, která patří do korporace Rosatom) mnohaletým vývojem.

 

Palivový vývoj 

Palivový soubor se skládá z jednotlivých palivových proutků, v palivu pro reaktory VVER-440 jich je 126. Každý z nich tvoří sloupec palivových tablet hermeticky uzavřených v trubici ze slitiny zirkonia. Vývoj paliva znamená především úpravu vlastní konstrukce palivového souboru.

Aby mohl být uran použit jako palivo pro tlakovodní reaktory, musí být zvýšeno zastoupení uranu 235, což je štěpitelný izotop a jeho štěpením je uvolňována energie, která je elektrárnou dále zpracovávána. V přírodním uranu je jen 0,72 % uranu 235 a zbývající část představuje uran 238, který tlakovodní reaktory neumí efektivně využít. Původní dukovanské palivo bylo obohaceno na 3,6 % v pracovních souborech a 2,4 % v případě regulačních souborů. Současné palivo má profilované obohacení o střední hodnotě 4,25 %, to znamená, že obohacení se liší v rámci kazety tak, aby byl uran maximálně využit.

Prodloužit pobyt paliva v reaktoru je možné i zvětšením objemu uranu, kromě prodloužení aktivní části souboru to znamená také zvětšení průměru jednotlivých tablet a ztenčení pokrývající zirkoniové trubičky. Změnou prošel i tvar samotné tablety. Původně byly používány válcové tablety s centrálním otvorem v ose válce a dnes jde o tablety s čočkovitým vybráním v podstavách válce. Dalším cestou k lepšímu využití uranu je eliminace materiálů, které paraziticky absorbují neutrony, a jejich náhrada jinými vhodnými materiály.

 

Tendr

První a zatím jediný tendr na dodávky paliva pro jadernou elektrárnu Dukovany byl vypsán v roce

 1994 a ČEZ se k tomuto kroku rozhodl z několika důvodů. V první řadě chtěl zlepšit původní schéma zavážení paliva do reaktoru, které bylo sice jednodušší z hlediska řízení výkonu reaktoru, ale bylo spojeno s vyššími dávkami na stěnu reaktorové nádoby, které významně ovlivňují její celkovou životnost. Druhým důležitým důvodem bylo zrovnoprávnění smluvních vztahů s dodavatelem paliva, tak aby čeští odborníci z Dukovan měli přístup k informacím výrobce o provozních zkušenostech s palivem na jiných elektrárnách a mohli tak vypracovat komplexní systém hodnocení jakosti paliva.

Ze šesti firem, které byly osloveny, nakonec v řízení zůstaly dvě: ruský ELEMAŠ a americký Westinghouse. Po dlouhých jednáních byla za vítěznou prohlášena ruská nabídka, která kromě technicky zdokonaleného paliva odstartovala novou éru spolupráce dodavatele paliva s provozovatelem elektrárny. Čeští odborníci se tak mohli podílet na dalším zlepšování konstrukce paliva a dukovanská elektrárna získala mezi elektrárnami s reaktory VVER-440 jakési výsadní postavení, protože jsou do ní zaváženy palivové novinky TVELu jako do první zahraniční elektrárny. Samozřejmě po řádném otestování na ruských jaderných elektrárnách a splnění podmínek licenčního řízení.

V současnosti je do dukovanských reaktorů zavážena již několikátá generace paliva s vyhořívajícími absorbátory, díky nimž je možné dále prodloužit palivový cyklus. Některé bloky využívají palivo s označením Gd-2M+, jehož palivové proutky jsou identické s palivem 3. generace právě testovaným na ruské Kolské jaderné elektrárně. Z toho je vidět, že reaktory VVER-440 nepovažuje dodavatel paliva za minulost a neustálým vývojem paliva umožňuje nejen pokračování jejich spolehlivého a bezpečného provozu, ale také zlepšování jejich provozních a ekonomických charakteristik.