Что такое ядерное топливо
Что такое ядерное топливо
Что такое ядерное топливо
Ядерное топливо — это ядерный материал, который используют в реакторе для получения энергии при контролируемой реакции деления. В результате реакции выделяется тепло, которое на атомной электростанции преобразуется в электрическую энергию.
В основе большинства видов топлива лежит уран. Из него изготавливают керамические таблетки диоксида урана, которые помещают в металлические трубки — тепловыделяющие элементы (твэлы). Несколько десятков или сотен твэлов объединяют в топливную сборку, которую загружают в ядерный реактор.
Чем ядерное топливо отличается от урана и ядерных материалов
Чем ядерное топливо отличается от урана и ядерных материалов
Ядерное топливо отличается от урана тем, что уран — это химический элемент, а ядерное топливо — это изготовленный материал для работы ядерного реактора. Природный уран проходит несколько этапов переработки: добычу, обогащение и фабрикацию, прежде чем стать готовым топливом для реактора. Однако природный уран также используют в качестве топлива, но реже — например, в реакторах CANDU, распространенных в Канаде, — потому что такая конструкция сложнее.
Ядерное топливо является одним из видов ядерных материалов. Второе понятие шире: оно охватывает уран, плутоний и другие вещества, используемые или способные быть использованными в ядерных целях. Ядерное топливо входит в эту категорию, но не каждый ядерный материал является топливом — например, оружейный плутоний топливом не считается.
Какие виды ядерного топлива бывают
Какие виды ядерного топлива бывают
Основные виды ядерного топлива — урановое, смешанное (МОКС- и СНУП-топливо), а также топливо на основе регенерированных материалов (РЕМИКС-топливо).
-
Урановое топливо (диоксид урана) — большинство действующих атомных реакторов работают на обогащенном или природном уране.
-
МОКС-топливо (MOX, Mixed-Oxide Fuel) — смесь оксидов урана и плутония, получаемая из переработанного отработавшего топлива. Концентрация плутония около 7–8%. Применяется в реакторах на быстрых нейтронах.
-
СНУП-топливо — смешанное нитридное уран-плутониевое топливо для реакторов на быстрых нейтронах. У него выше плотность, чем у МОКС-топлива, из-за чего оно более энергоемкое и компактное.
-
РЕМИКС-топливо — уран-плутониевая смесь из переработанного материала с меньшей долей плутония (около 1%) и добавлением недогоревшего урана и свежего обогащенного урана. В марте 2026 года завершилась опытная эксплуатация этого вида топлива в водо-водяных реакторах (ВВЭР) российской Балаковской АЭС.
Какие виды ядерного топлива используют страны
Какие виды ядерного топлива используют страны
Выбор топлива зависит от типа реактора. Ниже — таблица на основе данных Всемирной ядерной ассоциации (World Nuclear Association, WNA) с типами реакторов и используемым на них топливом.
| Тип реактора | Основные страны | Топливо |
| Водо-водяной реактор (PWR) | Россия, США, Франция, Япония, Китай, Южная Корея | Обогащенный уран |
| Кипящий водо-водяной реактор (BWR) | США, Япония, Швеция | Обогащенный уран |
| Тяжеловодный реактор (PHWR) | Канада, Индия | Природный уран |
| Улучшенный реактор с газовым охлаждением (AGR) | Великобритания | Обогащенный уран, природный уран |
| Графито-водный реактор (LWGR) | Россия | Обогащенный уран |
| Реактор на быстрых нейтронах (FNR) | Россия | МОКС-топливо |
| Высокотемпературный реактор (HTGR) | Китай | Обогащенный уран |
Кто производит ядерное топливо
По данным WNA на апрель 2026 года, глобальные мощности по производству топлива для самых распространенных в мире легководных реакторов (PWR, BWR) распределены следующим образом:
| Компания | Страна | Мощность (т/год) | Доля на рынке |
| «Росатом» («ТВЭЛ») | Россия | 2 760 | 17,8% |
| Westinghouse | США | 2 154 | 13,9% |
| Framatome-FBFC | Франция | 1 400 | 9,0% |
| Framatome Inc | США | 1 200 | 7,8% |
| Global Nuclear Fuel — Americas | США | 1 000 | 6,5% |
| Прочие | Великобритания, Китай, Корея, Германия, Япония, Швеция, Испания, Бразилия, Казахстан, Индия | 6 962 | 45,0% |
В WNA отмечают, что мощности по производству топлива для легководных реакторов значительно превышают спрос. В первую очередь это происходит из-за таких стран, как Китай, Индия и Южная Корея, которые стремятся к самообеспечению ядерным топливом.
Где используют ядерное топливо
Где используют ядерное топливо
Ядерное топливо используют на атомных электростанциях и в исследовательских реакторах. На АЭС оно обеспечивает производство энергии, а в исследовательских реакторах — проведение научных экспериментов.
Вид топлива подбирают под конкретный тип реактора. Входящая в «Росатом» компания «ТВЭЛ» — производитель ядерного топлива для реакторов российского проекта — обеспечивает топливом реакторы ВВЭР, РБМК и реакторы на быстрых нейтронах. По данным компании, каждый шестой энергетический реактор в мире работает на топливе производства «ТВЭЛ». Среди государств, эксплуатирующих реакторы российского проекта: Китай, Индия, а также ряд стран Восточной Европы.