В начале апреля «Росатом» отчитался о завершении производства ядерного топлива для второго реактора нового атомного ледокола «Якутия», который в эти дни строят на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге. Теперь корабль полностью укомплектован горючим на ближайшие 7 лет — силовая установка РИТМ-200 нечасто требует смены топливных элементов. Впрочем, это и хорошо, поскольку производство ядерного топлива является одним из самых сложных технологических процессов в нашей стране.

Современные ядерные установки на атомных ледоколах «питаются» обогащенным до 20% ураном-235. Всего в активной зоне находится 199 тепловыделяющих сборок с металлокерамическим топливом, которые перед активацией не обладают ярко выраженным радиационным фоном. Их можно сравнительно безопасно транспортировать и хранить, правда, соблюдая все положенные меры предосторожности и при выставленной охране. Обогащенный уран — это драгоценность, которую нельзя оставлять без присмотра. Почему? Он очень редкий и чрезвычайно дорогой в производстве. Всего в мире только 0,6% запасов урана приходится на уран-235, а остальное пространство по преимуществу занял уран-238, который не может воспроизводить самоподдерживающуюся цепную реакцию. Конечно, существует идея перерабатывать его в полезный плутоний-239, но пока она далека до воплощения в полноценную индустрию.

Уран добывают в виде руды. Существует три метода — открытым способом, в шахтах и с помощью скважинного полезного выщелачивания. Первые два способа добычи в своей основе ничем не отличаются от аналогичных мероприятий по отношению к каменному углю, железу или золоту. Работники компании разламывают горную породу, сортируют её и отвозят ценную руду на обогатительную фабрику. Правда, свои коррективы вносит радиоактивность урановой руды, которая негативно влияет на здоровье человека и окружающую среду. В последние годы все большую популярность набирает последний способ — вместо открытых шахт и прямого контакта с минералом, работники бурят скважины, в которые закачивают серную кислоту. Она растворяет соли урана и вместе с ними отправляется в закрытый контейнер на поверхности. Вокруг подобного устройства радиационный фон соответствует показателям крупных городов. После появления на обогатительной фабрике уран обогащают и прессуют в «таблетки» при помощи смазочных материалов. Затем получившиеся формы обжигают в газовых печах при температуре 1000°С, проверяют и упаковывают в оболочечные трубки. Для ледокола «Якутия» работу по обогащению топлива выполнил Машиностроительный завод, расположенный в Московской области.

Впрочем, на этом история ядерного топлива не заканчивается. После 7 лет непрерывной работы в активной зоне ледокола «Якутия» тепловыделяющие сборки отправятся под воду в специальные бассейны, где их будут выдерживать под водой. Она (как и толстые стены бассейна) защищает окружающих от повышенного радиационного излучения, которое производят как облученная оболочка сборки, так и невыгоревший уран. Последний можно переработать в другое топливо — сегодня в России ведутся работы по созданию замкнутого топливного цикла, который позволит максимально эффективно использовать потенциал добытых ресурсов. Для ученых также интерес представляет 1% плутония, который содержится в отработанном ядерном топливе, а также радиоактивные изотопы. Их можно применять в медицине, промышленности и научных исследованиях.

Между тем, новые универсальные ледоколы серии 2220 являются одним из ключевых факторов, обеспечивающих текущее развитие Северного морского пути. Благодаря своей динамической осадке они могут и заходить в порты на протяжении всего СМП, и проходить весь маршрут, осуществляя ледовую проводку большую часть года. На данный момент в российских водах Северного Ледовитого океана ходят три судна — «Арктика», «Сибирь» и «Урал». В нынешнем году планируется спустить на воду «Якутию», а «Чукотка» впервые отправится в путешествие в 2025 году. Также в ближайшее время «Росатом» планирует заложить еще два корабля — «Камчатку» и «Сахалин». Они могут ломать лед толщиной до 2,9 метров и развивать скорость до 55 узлов.