Az atomerőművekben használt fűtőelemek néhány kampány alatt teljesen kimerülnek, hasadóanyag-tartalmuk lecsökken, és felszaporodnak bennük a különböző magreakciók során keletkező hasadási termékek és az uránnál nehezebb atomok. Ezért meghatározott időnként ki kell venni a kiégett üzemanyagot, és friss fűtőelemmel kell feltölteni a reaktort. A fűtőelem-átrakás a reaktor szétszerelésével jár. Bár az elsődleges cél a friss kazetták berakása, valamint a kiégett üzemanyag kirakása a reaktorból, ilyenkor nyílik lehetőség az ellenőrző vizsgálatok végrehajtására és a berendezések karbantartására is. 1982-től 2015 végéig az üzemelés 12 hónapos ciklusokban történt, azaz nagyjából 11 hónapnyi üzem után szerelték szét a reaktort és a berendezések egy részét.

Az üzemanyag módosításával, magasabb dúsítású fűtőelem alkalmazásával növelhető az üzemeltetési ciklus hossza. A hosszabb ciklusok biztonsági, fenntarthatósági és gazdasági előnyei miatt a nukleáris ipar vezető országai közül az USA-ban és Franciaországban már a 90-es években általános tendenciaként bontakozott ki a hosszabb üzemanyagciklusok alkalmazása. Az USA-ban az üzemeltetési ciklusok átlagos hossza a 80-as években 12 hónap, 1995-ben 15 hónap volt, 2000 után pedig 18 hónapra nőtt. Franciaországban a blokkok többsége 15, 17 vagy 18 hónapos üzemanyag-ciklussal üzemel.

A nemzetközi példák tapasztalatait felhasználva a Paksi Atomerőmű az oroszországi gyártóval és a magyar és orosz kutatóintézetekkel karöltve saját üzemanyag kifejlesztése mellett döntött. A 2. generációs 4,7%-os átlagdúsítású üzemanyag-kazetta magasabb hasadóanyag-tartalma lehetőséget biztosít az atomerőművi blokkok maximum 425-428 napos kampányainak megvalósításához.

A 15 hónapos ciklus komplex bevezetése három alapvető műszaki változással jár:

• változnak az üzemanyag-kazetta reaktorfizikai jellemzői,
• a rendszerek és rendszerelemek folyamatos üzeme 3 hónappal megnő,
• az állapotfenntartási rendszer időszakos ellenőrzéseinek, karbantartásainak ciklusideje megváltozik.

A 15 hónapos üzemeltetési ciklusok bevezethetőségének igazolásához minden olyan biztonsági elemzést, amiben paraméterként szerepelt bármilyen műszaki adat, ami az új fűtőelem alkalmazásával, valamint az üzemelési ciklus módosításával a ritkább végrehajtás irányába változik, újra kellett igazolni annak érdekében, hogy fenntartható/módosítható legyen a blokkok üzemeltetési engedélye. A hosszabbított ciklus bevezetésének megalapozását az elemzési dokumentáció módosítása jelentette, az erőmű berendezéseinek fizikai átalakítására nem volt szükség. A megvalósíthatósági elemzéseket követően – a megalapozó feladatok koordinálására, az engedélyezés lefolytatására – a Paksi Atomerőmű 2013 júniusában létrehozta a C15 Kiemelt Projektet (C15 P). A C15P feladatai az atomerőmű műszaki szakterületei szerint tagolódtak. Az egyik legfontosabb feladatcsoport az üzemidő-hosszabbítási eljárások során a Paksi Atomerőmű által a hatóság felé benyújtott, a tervezési alap megfelelőségét igazoló számítások érintettségével foglalkozott. Minden, a C15 bevezetésével érintett dokumentum esetében megtörtént az üzemidő-hosszabbítás alapját képező biztonsági elemzések és igazolások újraszámítása. Az elemzések az ötvenéves meghosszabbított üzemidőre, még további 10 év biztonsági tartalék figyelembevételével készültek, és a C15 bevezetésével is igazolták a meghosszabbított üzemidő fenntarthatóságát.

A 15 hónapos üzemeltetési ciklus bevezetése jelentős változásokat hoz a főjavítások ütemezésében. Az 1-4. blokkok üzemanyag-átrakásai 2016-tól kezdődően negyedéves ritmusban követik egymást. 4 éven keresztül csak évi 3 főjavítás lesz, majd az 5. évben minden blokk leáll. Így a leállások az év során egyenletesen oszthatók el, két egymást követő leállás között nagyjából két hónap szünetet tartva. A C15 bevezetését követően a leállások számának csökkenésével arányosan csökken a főjavítási munkamennyiség, ezáltal a kollektív dózis (az erőműben munkát végzők sugárterhelésének összessége) és a főjavítások költségei is. A teljes üzemidőre vonatkoztatottan csökken a blokkleállások és visszaindulások, az ún. tranziens állapotok száma. A tranziensek az atomerőművi berendezések nagyobb igénybevételét jelentik, ezért csökkenésüknek pozitív hozadéka van a nukleáris biztonságra, valamint a rendszerek és rendszerelemek élettartamára. A C15 bevezetésével nagyjából 3%-kal csökken a kiégett fűtőelemek mennyisége, csökkentve ezáltal az atomerőmű egyébként is rendkívül alacsony környezeti terhelését. Közel 20%-kal csökken a karbantartások során keletkező kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok, valamint a nem radioaktív hulladékok mennyisége. A hosszabb üzemeltetési ciklus bevezetése évenként 12 és 40 nap közötti – átlagosan közel 26 nap – főjavításhossz-megtakarítást jelent, ami közel 2%-kal növeli a Paksi Atomerőmű által megtermelhető villamos energia mennyiségét, ami mintegy 80 000 háztartás – közel negyedmillió ember – szükségletét fedezi. A megtermelt többlet-villamosenergiával arányosan, 1%-kal csökkenthető Magyarország villamosenergia-importjának függősége, fenntartható az ellátásbiztonság.

További információ a témában: