俄羅斯國有核能公司 Rosatom 的燃料部門最近成功製造並驗收了一種新型核燃料組件，名為 OS-5。這款燃料組件專為第四代快中子反應堆設計，特色是採用混合氮化鈾-鈈燃料（SNUPP），並融入了液態金屬的底層結構。這種燃料組件特別針對 BREST-OD-300 快中子反應堆進行開發，該反應堆是 Rosatom “Proryv”（突破）計畫的核心部分。
“Proryv” 計畫的目標是建立一種封閉式核燃料循環技術。在這種循環中，使用過的核燃料會進行再處理，以分離出鈈及其他輻射產物。這些回收的材料將被用來製造新燃料，從而減少最終核廢料的體積和長期輻射毒性。BREST-OD-300 是一個 300 MWe 的單元，將成為一個試點示範能源綜合體的核心設施，該設施還將整合現場燃料製造、再製造和再處理的功能。若這個 300 MWe 的示範單元在初期運行後證明成功，長期計劃將開發一個更大規模的商業型 1200 MWe 版本，稱為 BN-1200M。
這一最新發展在西伯利亞化學廠進行，位於托木斯克地區。根據 Rosatom 的聲明，這種液態金屬底層的加入旨在改善燃料元件的性能特徵。設計預計將導致較低的燃料工作溫度，同時保持冷卻劑的參數，這反過來又預期能降低鈾-鈈燃料顆粒的熱膨脹。在核燃料元件中，燃料顆粒被包裹在一個稱為包殼的金屬管內。顆粒的過度膨脹可能對包殼施加機械壓力，這可能導致其失壓或破裂。通過減少這種膨脹，OS-5 設計旨在提高燃料的運行可靠性和經濟效益。
在使用之前，這種創新燃料必須獲得俄羅斯核監管機構 Rostekhnadzor 的批准。一旦獲得批准，OS-5 組件計劃在位於斯維爾德洛夫斯克地區的貝洛雅爾斯克核電廠 BN-600 反應堆進行試點工業運行。Rosatom 研究機構 Bochvar Institute 的副總經理米哈伊爾·斯庫波夫對該計畫的目標發表了評論。他表示：“為 BREST-OD-300 起始負載所設計的第一代 SNUPP 燃料已證實重原子核的燃燒率為 6%。我們的目標是逐步將燃燒深度提高到平均 12%。”燃燒率是燃料效率的一個衡量指標，顯示從燃料中提取了多少能量。更高的燃燒率值導致更長的燃料循環和每單位能源產生的廢物減少。
此外，Rosatom 通過其燃料部門 TVEL 先前已推出了一種新的第十代氣體離心機，這標誌著在鈾濃縮能力上的顯著進步。這些氣體離心機是鈾濃縮的關鍵組件，涉及提高鈾-235 的濃度，該同位素用作核反應堆的燃料。這些技術的發展不僅顯示了俄羅斯在核能領域的潛力，還強調了其在全球能源轉型中的重要角色。
