Дисперсное топливо

Дисперсное топливо представляет собой гетерогенную смесь, в которой топливная фаза дисперсионно распределена в нетопливном матричном материале. При этом каждая частица ядерного топлива является как бы микротвэлом, заключенным в оболочку, роль которой выполняет матрица.

Применяют металлические матрицы на основе нержавеющей стали, алюминия, бериллия, магния, цинка, ниобия, графита. В качестве топлива используются UO₂,UС, нитриды урана, металлический уран, плутоний, торий и их сплавы.

Преимущества:

- повышенная радиационная стойкость в условиях длительной эксплуатации в реакторе. Продукты деления локализуются в диспергированной топливной части или около них;

- высокая теплопроводность (несколько десятков );

- технологичность материала матрицы. Это позволяет изготавливать твэлы самой разнообразной конструкции: в виде лент, пластин, колец и т.д.;

- возможность достижения больших выгораний (50¸60%);

- возможность достижения высоких тепловых потокой (несколько МВт с поверхности твэла).

Недостатки:

- необходимость высокого обогащения топлива, чтобы скомпенсировать захват нейтронов в разбавителе и объем, занятый им.

Варианты топлива

- дисперсная система 30% UO₂ в матрице из нержавеющей стали; глубина выгорания 15%, температура сердечника 880 °С;

- 24% карбидами и нитридами в матрице из нержавеющей стали.