Проблема ядерной взрывчатки — проблема будущей ядерной энергетики

Проблема ядерной взрывчатки — проблема будущей ядерной энергетики

В последнее время стали все больше говорить о том, что РФ не хватает добываемого урана. Ведь главные советские урановые рудники остались в Узбекистане. И это, дескать, может привести к нехватке нарабатываемого оружейного плутония.

Это не совсем так. Вернее, у русских есть технологии, позволяющие полностью освободиться от урановой зависимости и нарабатывать оружейного плутония столько, сколько душе угодно. Проблема в ином: все это можно задействовать, только развивая русскую ядерную энергетику нового типа. Но вот справится ли с этим расейская «элита»?

Впрочем, давайте расскажем об этом по порядку. Осенью 2009 года в Институте динамического консерватизма состоялся семинар на тему грядущего отечественной энергетики. Там выступил профессор Валентин Иванов, в недавнем прошлом — директор димитровградского НИИ АР (атомных реакторов), первый заместитель министра атомной энергетики РФ, депутат Государственной думы (член комитета по энергетике).

Он говорил об инновационности и атомной энергетике (АЭ). Существующая АЭ, по словам В. Иванова, не инновационна, а даже тупикова. Водо-водяные реакторы, «работающие на уране- пятом», по сути, обречены. Построенные энергоблоки могут работать по 60 лет, так что им остается не так уж много времени. Нужного для них урана становится все меньше и меньше, добывать его все труднее. Да и нужно ли его добывать? Все может быть намного лучше, если грамотно подойти к проблеме инноваций.

Будущее — за реакторами на быстрых нейтронах, о которых говорите 1950-х годов. Они из урана делают плутоний-239, причем с коэффициентом воспроизводства больше единицы. Либо производят плутоний из тория-232 и урана-233. Таким образом, они увеличивают ресурсную базу. Если брать нынешнюю мощность ядерной энергетики РФ, БН-реакторы обеспечат ей работу на 3–3,5 тысячи лет только на уже извлеченном природном «восьмом уране», содержащемся в отвалах. И никакой Узбекистан будет не нужен. И оружейного плутония окажется сверх всех потребностей.

Но для этого нужны реакторы на быстрых нейтронах. В Советском Союзе последовательно осуществлялась программа их развития (реакторы БР-5, БР-10, Бор-60, БН-350, БН-600). На всех этих установках совершенствовались технологии изготовления оборудования и самого реактора, с тем чтобы затем перейти к серийному выпуску «быстронейтронных». Если полистать «пред- чернобыльские» ядерные планы СССР, то на рубеже веков в стране должны были работать около двадцати энергоблоков на реакторах БН-600 и БН-800, а на столе уже лежал проект БН-1600.

Для этих реакторов мыслился замкнутый топливный цикл. То есть извлеченное из таких реакторов топливо имеет в себе больше делящихся элементов, чем при загрузке. Получаемый плутоний-239 вводится в топливо, объем радиоактивных отходов уменьшается по объему на два порядка (хотя активность сохраняется). По сути дела, русско-советская ядерная наука создавала практически вечную атомную энергетику, которая попутно нарабатывает и плутоний для ядерного оружия, причем в больших количествах.

В Минсредмаше СССР родилась идея «ядерных островов»: четыре энергоблока и один цех регенерации. Там успели разработать практически все технологии для реакторов с натриевым теплоносителем, в НИИ АР создали пироэлектрохимическую технологию регенерации топлива в расплавленных солях, а также виброуплотненный тепловыделяющий элемент — ТВЭЛ. С 1982 г. НИИ АР делал полностью дистанционным, автоматическим способом уран-плутониевые ТВЭЛы для до сих пор работающего реактора Бор-60. Но Чернобыльская катастрофа 1986 года обрушила планы ядерщиков. Все перешло в «тлеющий режим». В окаянные 90-е спасти разработанные технологии позволило сотрудничество с японцами. Благодаря этому в технологиях замкнутого цикла мы до сих пор опережаем всех на 7—10 лет.

Почему? Как рассказал ученый, французы остановили свой реактор «Феникс», японцы на своем «Монжу» не стали заниматься топливом, ну, а США этим не занимаются принципиально, ибо выступают против распространения ядерных материалов.

Таким образом, определилось первое направление инноваций в ядерной энергетике, о котором и говорил Д. Медведев в своей статье «Россия, вперед!» (сентябрь 2009 г.). При разумном вложении средств в стране появится полностью замкнутый ядерно-топлив- ный цикл. В этом случае можно полностью прекратить разработки урана! И незачем будет начинать проект освоения Эльконского ураново-рудного месторождения в Якутии (ценой в 150 млрд. рублей), пытаться разрабатывать уран в Казахстане и Монголии.

Тем не менее нынешнее руководство «Росатома» делает именно это, невзирая ни на кризис, ни на астрономические затраты. Почему? В. Иванов высказал личное мнение: дело — в недостаточной научно-технической компетенции сегодняшнего руководства «Росатома». И с ним трудно не согласиться: при С. Кириенко бал в высшем руководстве атомной промышленности правят финансисты, «менеджеры общего профиля» и методологи. Причем, как заметил ученый, «не только верхний слой менеджеров, но уже и второй, и третий слои руководства "Росатома" выбрать технологии не могут…»

— Здесь, конечно, есть конкурирующие технологии, поэтому начались некие колебания. Они привели к тому, что практически ничего не делается. Будучи в Думе, нам удалось все-таки протолкнуть строительство БН-800, но, к сожалению, для него (на сегодняшний день) топливный цикл не определен. То есть реактор растет, он, может, будет построен в 2014-м году — с опозданием на два года, — а к нему планируемого топливного цикла, разработанного еще в СССР, так и не делается, — сообщает Валентин Иванов.

Таким образом, теряется драгоценное время.

К сожалению, заглох и проект безопасного реактора на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем — БРЕСТ. Использование свинца как теплоносителя предложил в начале 2000-х НИКИЭТ (Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля).

— Это реакторы естественной безопасности, — рассказывает В. Иванов. — У них нет вообще физических причин для тяжелой аварии, поскольку плотность свинца примерно совпадает с плотностью активной зоны и здесь преимущество заключается в том, что любые аварии приводят к тому, что она сама защищает зону от каких-то там выбросов радиоактивных элементов. Был разработан технический проект реактора БРЕСТ-300, на 300 мегаватт мощности, он был «привязан» к поселку Заречный в Свердловской области. Но эти деньги пока не отпущены…

Что, добавим, вполне понятно. НИКИЭТ — институт, из которого вышел инициатор проекта БРЕСТ, министр Евгений Адамов. Убрали из Минатома Адамова — придушили и перспективный проект…

Второе направление в возможном инновационном развитии русской ядерной энергетики — станции малой мощности, кои иногда называют «атомными батарейками».

Они представляют из себя интегрально построенные реакторы. У них полностью все внутри (и первый контур, и теплообмен, и парогенератор второго контура). То есть «атомная батарейка» заряжается на заводе и поставляется на место работы, где действует без всякой перезарядки либо около двенадцати лет (нижегородские АБВ), либо 20–25 лет (проект «Уиитерм»), Максимальная мощность таких станций не превышает 10–12 мегаватт. Да больше и не нужно: они управляются со стороны потребителя. Увеличение или снижение мощности на потребляющей стороне (за счет свойств теплоносителя) приводит к автоматической регулировке мощности реактора.

На таких мини-АЭС нет эксплуатационного персонала на реакторной части (он работает только на турбинах), нет соприкосновения с окружающей средой. То есть вообще нет никаких радиоактивных выходов — нет выгрузки топлива, второй контур сильно защищен.

На сегодня имеются концептуальные разработки «атомных батареек». Создать их можно: потратить около 2 миллиардов рублей на пилотный проект и пять-шесть лет времени. Казалось бы, отличное решение для Русского Севера (не нужно завозить топливо в города и поселки), большая экономия природного газа в европейской части, высвобождение его изрядных объемов для экспорта в Европу, преодоление грозящего «газового голода». Бери — и развивай, тем паче что инвестиции в проект поистине смешны в масштабах страны. Но…

— Все мои попытки «пробить» это дело с помощью олигархов окончились ничем, — горько усмехается ученый. — «Росатом» декларирует вроде бы понимание, даже есть какие-то подписанные соглашения с Якутией. Но на самом деле ничего не делается. Поэтому мы на этом направлении, имея неплохой задел в «оборонке», уже начинаем отставать. Американцы успели разработать «Гиперион» в Лос-Аламосе (компактный 25-мегаваттный реактор подземного размещения). Японская «Тошиба» сделала модель 4С: они ее на Аляске хотят поставить. Даже по самым консервативным маркетинговым оценкам, рынок «атомных батареек» оценивается в 400 установок, востребованных по всему миру и в отдаленных районах. Что же касается наших труднодоступных районов (Якутии, Чукотки, Камчатки и даже Центральной Сибири), думаю, что даже в Южной Сибири это было бы очень неплохое энергетическое решение для рудников и промыслов. Словом, везде, где нужна энергия и ее трудно получить извне.

Именно поэтому я вел разговоры с Романом Абрамовичем на эту тему. Но, увы, ничего не получилось. Вот эта часть ядерной энергетики, мне кажется, весьма инновационна и должна развиваться. Однако все обращения «наверх» (включая и президента) не принесли результата. Хотя на словах все «за».

По моему мнению, «Росатом» не будет заниматься мини- АЭС. Слишком много у него дел-другого сорта. Вот его нынешнее руководство наговорило про 26 строящихся энергоблоков в РФ. А тут еще два в Белоруссии соорудить пообещали, два — в Болгарии, 4 — в Турции, Индии и т. д. Да это просто не под силу нынешнему «Росатому»! Он объявляет о планах пуска двух-трех блоков в год, тогда как даже в могучем СССР рекорд составил только 2 блока (на Южноукраинской АЭС)…

Как говорит ученый, «Росатом» будет теперь слишком занят, пытаясь выполнить заведомо невыполнимые планы. У него просто руки до «атомных батареек» не дойдут.

А ведь такой бизнес мог бы дать атомной отрасли прибыли, а это облегчило бы постройку «быстронейтронных» атомоградов.

Третьим инновационным направлением в ядерной отрасли сегодня могут стать высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР).

— Это очень перспективные реакторы, — рассказывает В. Иванов. — В них выходная температура будет около 1000°, а это — прямое разложение воды и получение водорода. В этом случае водородная энергетика может стать рентабельной, ибо мы сможем получать водород не электролизом со всеми теперешними ухищрениями, а вот таким вот образом. Плюс еще одно применение газоохлаждаемых реакторов: они делают возможным прямое восстановление железа из руды. И в высокотемпературной химии такие реакторы позволят делать многое…

Таким образом, может воплотиться давняя мечта о создании ядерных металлургических заводов, коим не нужны ни природный газ, ни коксующийся уголь.

— Тут мы достаточно далеко продвинулись в Советском Союзе. У нас в институте была построена специальная газовая «петля» и разработан концептуальный проект ВТГР, — рассказывает профессор.

По словам бывшего заместителя главы Минатома, в 90-х годах программу удалось спасти, так как началось сотрудничество наших исследователей с атомщиками США, Японии, Франции и даже Евросоюза как такового. Однако сегодня дело застопорилось. Хотя, например, американцы в своей перспективной программе развития ядерной энергетики Generation IV записали и реакторы на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, и ВТГРы. Пилотные образцы их в США должны появиться в 2016–2018 годах.

И тут РФ начинает проигрывать гонку. На сегодняшний день, кроме концептуальных решений по насосам, компоновке оборудования, зонам реактора и материалам, мы по ВГТР больше ничего не имеем.

— Проблем очень много. Скажем, гелий как теплоноситель — сложный газ, который требует к себе достаточно большого уважения. Но вот эта часть «лежит», ею бы надо сейчас заниматься. Ведь ВГТР — действительно перспективное направление, лет через 15–20 (при соответствующих инвестициях) они превратятся в серьезный сектор энергетики, — убеждает ученый.

Но будем ли мы участником этой гонки?

В 2009-м у всех на слуху оказалась новая программа — «Ядерные инновационные энергетические технологии». Ее вот- вот грозятся принять. Но обеспечит ли она инновационный прорыв в атомной энергетике?

На сей счет существуют большие сомнения.

— Там примерно 110 млрд. рублей потратить планируется. Там — эклектика. В программу попадают элементы свинцовых и свинцово- висмутовых реакторов с охлаждением, — рассказывает В. Иванов. — Я был в Академии наук экспертом этой программы. Думаю, что ее разрабатывали так, чтобы получить деньги на достаточно широкий поиск. Боюсь, что концентрированный научно-технический эффект за эти деньги невозможно будет получить. Тем более что в программу вбили и термояд, и ускорители, и еще много чего…

Эксперт считает, что именно обрисованные им инновационные направления (реакторы на быстрых нейтронах, ВТГРы и «атомные батарейки») и есть нужные приоритеты, к тому же экономически обоснованные и выгодные. Здесь нужно концентрировать деньги. Но…

Основные деньги «Росатома» (460 млрд. рублей) предназначены для строительства 26 новых энергоблоков до 2024 года с привлечением почти трил. рублей корпоративных денег. Еще примерно 120 млрд. — это программа ядерно-радиационная безопасность. Программа правильная, но, как сетует эксперт, она вся направлена на устранение последствий старых аварий и проблем, которые дала «оборонка». То есть это Челябинск, Кольский полуостров с массой старых атомных лодок. Этих денег, конечно, на такое не хватит.

— Хотя руководство Росатома сделало так, что эти деньги пустило на хранилище облученного ядерного топлива (ОЯТ). Но с этим пусть разбирается Счетная палата. Мне-то кажется, что хранилище ОЯТ должно входить в стоимость киловатта и только тогда можно говорить об истинной стоимости атомной энергии, — заключил В. Иванов.

Таким образом, потенциально РФ до сих пор способна решить и оружейные, и ядерно-энергетические проблемы. Но именно потенциально-объективно. Загвоздка, как всегда, в том, кто правит страной. В их полной менеджерской беспомощности, когда речь идет не о разрушении, а о созидании.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.