世界上第一批含有鈾-钚混合氧化物 (MOX) 燃料和次錒系元素的燃料組件已裝入俄羅斯的 BN-800 快堆。次錒系元素是廢燃料中放射性毒性最強(qiáng)、壽命最長(zhǎng)的成分。在與監(jiān)管機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)后，由俄羅斯原子能公司礦業(yè)與化學(xué)聯(lián)合企業(yè) (MCC) 制造的三個(gè)含有镅-241 和镎-237 的實(shí)驗(yàn)性 MOX 組件被裝入反應(yīng)堆堆芯。聯(lián)邦生態(tài)、技術(shù)和核監(jiān)督局 (Rostekhnadzor) 確認(rèn)了創(chuàng)新組件運(yùn)行的安全性。

在別洛雅爾斯克核電站 4 號(hào)機(jī)組 BN-800 反應(yīng)堆中，這些組件將在三個(gè)微型運(yùn)行期(暫定為一年半)進(jìn)行試工業(yè)運(yùn)行。

“BN-800 反應(yīng)堆中的微型活動(dòng)應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)工業(yè)處置次錒系元素的可能性。使用快中子反應(yīng)堆消除次錒系元素的可能性將減少核電站運(yùn)行產(chǎn)生的整個(gè)核燃料循環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施的放射性廢物量，”別洛亞爾斯克核電站負(fù)責(zé)人伊萬(wàn)·西多羅夫說(shuō)。

科學(xué)家稱，燃燒次錒系元素僅需 300 年就能使源鈾和儲(chǔ)存的核廢料達(dá)到輻射當(dāng)量，比采用開(kāi)放式核燃料循環(huán)所需的 70 萬(wàn)年快 2300 倍。

MOX 燃料與次錒系元素的結(jié)合技術(shù)是由俄羅斯原子能公司燃料部門(mén) TVEL 的科學(xué)家開(kāi)發(fā)的。為了使用工業(yè)設(shè)備 MCC 采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)生產(chǎn)含有次錒系元素的 MOX 燃料組件，對(duì) 38 種 MOX 燃料的分析控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證和確認(rèn)。

TVEL 科學(xué)技術(shù)活動(dòng)高級(jí)副總裁亞歷山大·烏格留莫夫 (Alexander Ugryumov) 表示：“Rosatom 為工業(yè)快中子反應(yīng)堆生產(chǎn)的次錒系元素 MOX 燃料在世界上尚無(wú)同類(lèi)產(chǎn)品，并展示了實(shí)現(xiàn)第四代核能系統(tǒng)最重要組件的基本技術(shù)能力。快中子反應(yīng)堆核燃料中次錒系元素的后燃服務(wù)對(duì)全球核工業(yè)來(lái)說(shuō)是一種全新的產(chǎn)品。”

“鈾钚燃料本身可以擴(kuò)大核能的原料基礎(chǔ)，對(duì)廢燃料進(jìn)行再處理而不是儲(chǔ)存，并減少核廢料的產(chǎn)生量。而次錒系元素的利用也提供了大幅降低廢料放射性水平的機(jī)會(huì)，這將使未來(lái)放棄復(fù)雜而昂貴的深埋成為可能。”

快中子反應(yīng)堆不僅可以使用濃縮鈾作為燃料，還可以使用核燃料循環(huán)的次級(jí)產(chǎn)品——從廢核燃料中提取的貧化鈾和钚。快中子反應(yīng)堆中次錒系元素的二次燃燒是閉式核燃料循環(huán)的下一步。在別洛亞爾斯克核電站，未來(lái)技術(shù)的元素正在接受測(cè)試，更大的快中子反應(yīng)堆正在設(shè)計(jì)中。

核電公司 Rosenergoatom 總經(jīng)理 Alexander Shutikov 指出：“基于別洛亞爾斯克核電站獨(dú)特發(fā)電機(jī)組 BN-600(3 號(hào)機(jī)組)和 BN-800(4 號(hào)機(jī)組)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，正在開(kāi)發(fā)第四代快堆以供批量生產(chǎn)。該系列的主要發(fā)電機(jī)組 BN-1200M 反應(yīng)堆將建在別洛亞爾斯克核電站(5 號(hào)機(jī)組)。新的技術(shù)解決方案將使充分利用鈾原料的能源潛力成為可能，并確保新的安全水平。”