різних сплавах цирконію, що ускладнює їхню взаємозамінність і зумовлює для України монополізм одного виробника. А замінити цирконій на інші метали у процесі виробництва ядерного палива неможливо, тому що тільки він має унікальні фізичні та ядерні властивості, які сприяють ефективному розподілу урану.
Програмою створення ядерного паливного циклу в Україні виробництво сплаву цирконію і цирконієвого прокату покладено на ДНВП «Цирконій», утворене під час реструктуризації ВО «ПХЗ» в 1995 році, коли внаслідок розподілу на 10 окремих підприємств було розірвано його єдину виробничу інфраструктуру.
Для виконання стратегічних завдань уже багато зроблено. Затверджено «Програму інтеграції сплаву цирконію українського виробництва в ядерне паливо для реакторів ВВЕР». Розроблено технологію й устаткування для виготовлення трубної заготовки з цирконієвого сплаву методами електронно-променевої плавки, відцентрового і стаціонарного лиття. Виготовлено дослідну партію трубних заготовок зі сплаву цирконію, легованого 1% ніобію, отримано перші передільні труби з трубних заготовок. Розроблено технологію легування цирконію для одержання трубної заготовки зі складнолегованих сплавів методом лиття в електронно-гарнісажних печах тощо. Проведено попередні випробування зразків трубоболонок ТВЕЛів зі сплаву цирконію українського виробництва, раніше виготовлених на дослідному заводі Державного трубного інституту й ВАТ «Нікопольський південнотрубний завод», які підтвердили відповідність властивостей зразків технічним вимогам за основними показниками.
Під час створення виробництва ядерно-чистого цирконію головною є наявність ефективної й екологічно безпечної технології переробки цирконію з повним витягом усіх цінних компонентів, зокрема й гафнію, який виробляли раніше лише дві ядерні держави світу — США і Франція. Україна стала третьою країною, спроможною на це.
Гафній почав відігравати помітну роль в атомній енергетиці США з 1953 року як високоефективний поглинаючий матеріал для транспортних реакторів підводних човнів, стійкий до потоку нейтронів високої потужності, що виділяється в процесі ядерної реакції. Він ефективно поглинає нейтрони й зупиняє реакцію протягом 1—4 секунд. У зв’язку з цим перспективним є напрям досліджень із впровадження гафнію як поглинаючого матеріалу в систему управління захисту українських і російських реакторів, що не тільки поліпшить експлуатаційні характеристики, а й дасть можливість заощадити кошти, необхідні для поховання опромінених поглинаючих стрижнів (ПС) з карбідом бору після відпрацювання ресурсу.
ДНВП «Цирконій» має також двадцятирічний досвід роботи з рідкісними металами, сплавами, які широко використовуються для мікролегування у кольоровій металургії з метою поліпшення якості мідних, нікелевих, алюмінієвих, магнієвих сплавів. Сучасні гідрометалургійні та металургійні процеси, вакуумна техніка, унікальне обладнання дають можливість отримувати і метали, і багатокомпонентні прецизійні сплави з низьким вмістом домішок. Широко застосовуються металотермічні процеси отримання не тільки цирконію, гафнію та їх сплавів, а й лігатур алюмінію зі скаднієм, цирконієм, ніобієм, магнію з цирконієм, нікелю з цирконієм і гафнієм, марганцем, титаном.
На підприємстві уперше в Україні було отримано сплави і лігатури рідкісних і рідкоземельних елементів, таких як цирконій-залізо-алюміній, цирконій-нікель, гафній-нікель, неодим-празеодим-залізо-бор, мишметал-нікель-алюміній, цирконій-мідь, скадній-алюміній, феротитан, фероцирконій, ферогафній. Сплави на основі рідкоземельних металів широко застосовують у виробництві високоенергетичних постійних магнітів, металогідридних систем для водневої енергетики, високоміцного чавуну. Виробничі потужності ДНВП «Цирконій», його науково-технічний потенціал та виробничий досвід дають можливість організувати сучасне виробництво дослідних партій рідкісних та рідкоземельних металів, їх сплавів від 1 до 10 тонн на рік. Усе це сприяє організації супутніх високотехнологічних виробництв і впровадженню ядерних технологій у машинобудування, електротехніку, електроніку, в авіаційну, космічну, оборонну промисловість, медицину, легку та харчову промисловість, що підвищує ефективність усього народного господарства.
Окупність капітальних вкладень для створення 100% потужностей з виготовлення цирконієвої продукції, за попередніми розрахунками, може становити два роки, що є дуже привабливим інвестиційним проектом для такого профілю виробництва.
Сьогодні майже всю українську цирконієву продукцію можна тільки експортувати, бо в Україні немає внутрішнього ринку її збуту. Необхідною умовою розвитку виробництва металевого цирконію на найближчі роки мусить стати організація власного споживання в ядерній енергетиці, що може бути забезпечено лише за умови власного виробництва ТВЗ, а також завоювання експортних ринків збуту в Росії та інших країнах.
Отже, і уранова, і цирконієва вітчизняна промисловість, а також супутні їм виробництва, ґрунтуючись на власній сировинній базі і передових технологіях, можуть забезпечити значний внесок у розвиток економіки України та її інтеграцію у міжнародну кооперацію. Для цього першочерговим завданням є збереження наявних в Україні виробництв, їх фінансове оздоровлення та створення умов для їх розвитку. Це стосується передусім ДНВП «Цирконій», ДП «ПГМЗ», ДП «Бар’єр», ДП «Смоли» та ДП «ПЗКМ». Зволікання з цим, що мотивується економічною недоцільністю, неприпустиме, оскільки такі аргументи, як правило, зважають лише на можливості поточного моменту, не беручи до уваги довгострокові наслідки.
Фабрикація ТВЗ
Сьогодні фабрикація ТВЗ для всіх реакторів ВВЕР-1000 російської розробки здійснюється російською корпорацією «ТВЕЛ». ТВЗ являють собою конструкцію з 312 окремих ТВЕЛів у каркасі з 16 направляючих каналів, 15 дистанційних та однієї нижньої решіток, а також нижньої та верхньої кінцевих деталей.
Затверджена раніше програма створення ЯПЦ (програма № 5) передбачала передачу необхідної інформації на виготовлення основних деталей ТВЗ, а в подальшому й на забезпечення збирання на одному з українських підприємств (на базі промислового майданчика СхідГЗК або НВО «Південмаш»). Але двосторонні домовленості, узгоджувані російським Мінатоммашем та Мінпаливенерго, не було доведено до практичного втілення і сьогодні йдеться про їх поновлення.
Безперечно, реалізація цієї програми можлива лише за умови передачі відповідних ліцензій на виробництво та документації російською стороною, що неможливо без фінансового забезпечення або передачі певної частки акцій українських підприємств, у чому зацікавлена Росія.
Та в цьому й полягає певна небезпека для українських виробників