La energía fotovoltaica depende de la luz solar, la hidroeléctrica necesita el flujo del agua, y la fuente de energía de la nuclear son los conjuntos de combustible nuclear. Las pastillas de dióxido de uranio se encapsulan en tubos de aleación de circonio para fabricar barras de combustible, y luego cientos de estas barras se ensamblan con precisión en una estructura sólida integral, formando así la unidad motriz de la energía nuclear: el conjunto de combustible.
Durante mucho tiempo, los conjuntos de combustible nuclear de nuestro país solo podían depender de la transferencia de tecnología extranjera, careciendo de derechos de propiedad intelectual independientes, como si estuvieran "agarrados por el cuello". En 2010, se lanzó el proyecto especial clave de ciencia y tecnología del elemento combustible nuclear de la serie CF de Hualong One de la Corporación Nuclear Nacional de China (CNNC), iniciando así un camino de casi una década de innovación independiente del "corazón" del combustible nuclear.
Jiao Yongjun, científico jefe de la CNNC y diseñador jefe del combustible CF: El desarrollo del combustible de la serie CF es un caso típico de "la industria plantea las preguntas, la ciencia y tecnología las responde". El trasfondo de su desarrollo surgió de la necesidad urgente de combustible disponible para la exportación de la central nuclear Hualong One. Para ello, organizamos un equipo de investigación de más de 500 personas y, tras casi una década de arduo trabajo, logramos desarrollar con éxito conjuntos de combustible con derechos de propiedad intelectual independientes, garantizando la exportación puntual de la central nuclear Hualong One.
A nivel técnico específico, el diseño de la rejilla espaciadora del conjunto de combustible mejoró significativamente la potencia crítica del conjunto, convirtiéndose en uno de los logros emblemáticos del desarrollo. Además, el exitoso desarrollo del material de aleación de circonio N36 también permitió que el conjunto de combustible alcanzara un mayor quemado. Estos avances en tecnologías clave mejoraron integralmente la seguridad, fiabilidad y economía del conjunto de combustible.
El desarrollo de la aleación de circonio es el eslabón más difícil en la tecnología de combustible. Anteriormente, China solo podía introducir tecnología extranjera y procesar según los planos. Desde el inicio de la investigación científica sobre la tecnología de preparación de ingeniería de la aleación de circonio N36, la CNNC dedicó 8 años, superando 6 grandes etapas de investigación técnica, y rompió una serie de tecnologías clave como la fusión al vacío de lingotes, la extrusión uniforme de palanquillas y la laminación de tubos de alta precisión, logrando dominar con éxito la tecnología completa de preparación de ingeniería de la aleación de circonio N36 con derechos de propiedad intelectual independientes.
Jiao Yongjun, científico jefe de la CNNC y diseñador jefe del combustible CF: La aleación de circonio tiene ventajas significativas, por ejemplo, su baja sección eficaz de absorción de neutrones puede mejorar eficazmente la economía neutrónica; además, posee una resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas adecuadas. Estas características son la razón principal por la que elegimos la aleación de circonio como material de revestimiento para los conjuntos de combustible.
Lo que extraemos es mineral de circón, lo convertimos en circonio esponja, añadimos componentes de aleación como niobio, estaño, hierro, etc., lo fundimos en botones de aleación intermedia y granalla de aleación, que luego se prensan en bloques de electrodos y se colocan en un horno de fusión para fundirlos en lingotes; el lingote luego pasa por forja, extrusión, laminación, etc., para formar finalmente tubos de aleación de circonio.
De hecho, cuando empezamos, no había una línea de producción profesional de aleación de circonio en el país, y cada paso del proceso se realizaba en diferentes fabricantes. Tomemos el decapado como ejemplo, las condiciones no eran buenas en ese momento, el vapor se volatilizaba durante el decapado y no podíamos vernos las caras unos a otros, y en verano trabajábamos con el torso desnudo por el calor. En este proceso, creo que la cultura y la tradición de la industria nuclear jugaron un papel enorme de manera intangible. Ahora, nuestros conjuntos de combustible nuclear de la serie CF ya se han aplicado en Hualong One, unidades M310, etc.
El 24 de noviembre de 2018, se entregó con éxito el primer lote de tubos de aleación de circonio N36, en un tiempo equivalente a solo un tercio del tiempo de producción de productos similares por parte de colegas internacionales. Hasta la fecha, los conjuntos de combustible de la serie CF han generado un valor de producción acumulado de más de 7 mil millones de yuanes y se han exportado a Pakistán, verificando la fiabilidad y el avance de los logros de la autonomía mediante la aplicación práctica.
Jiao Yongjun, científico jefe de la CNNC y diseñador jefe del combustible CF: CF significa Conjunto de Combustible Nuclear de China, es la abreviatura en inglés de China Fuel Assembly. Siempre hemos querido darle un muy buen nombre en chino, y ahora estamos trabajando en ello. Cabe decir que el suministro autónomo de combustible nuclear es un símbolo fundamental del paso de nuestro país de ser una gran potencia nuclear a una potencia nuclear fuerte.
Actualmente, el combustible nuclear continúa desarrollándose, y la energía nuclear de nuestro país ha entrado en un período de desarrollo acelerado. El auge de la energía nuclear a nivel mundial también está surgiendo gradualmente. Por lo tanto, la industria nuclear sigue planteándonos preguntas, exigiéndonos un mayor quemado, mejor seguridad y mejor fiabilidad, y nosotros seguiremos respondiéndolas.