Ядерная инициатива президента России -
итоги первых лет | |||
| |||
Сейчас мировая ядерная энергетика включает 440 действующих ядерных реакторов разной конструкции. В 32 странах они вырабатывают примерно 16% глобальной электроэнергии - это немного, но эта энергия производится именно там, где на нее максимальный спрос. Основная часть действующих энергетических реакторов сосредоточена в трех странах: США (172 реактора), Франции (72) и Японии (42). В большинстве это легководные водо-водяные реакторы, работающие на слабообогащенном уране. Топливо для них получают на газоцентрифужных заводах, которые заменили громадные газодиффузионные заводы. Газовые центрифуги пятого и шестого поколения настолько экономичны, что позволяют снизить стоимость обогащения урана раз в 20. Каждый газоцентрифужный завод после незначительных переключений может производить высокообогащенный оружейный уран-235. Отработавшее топливо легководных реакторов после выдержки перерабатывается на специализированных радиохимических заводах, где из него выделяют уран, плутоний и осколки деления. Уран и плутоний возвращаются в энергетический цикл, а осколки деления остекловываются и захораниваются в подходящих геологических формациях. Основополагающим принципом развития ядерной энергетики в США остается максимальная конкурентоспособность за счет низкой стоимости воспроизводства топлива и повышения эффективности термодинамического цикла. Американские АЭС по очереди модернизируют, повышается их мощность и безопасность. В ближайшие годы число АЭС в США и Франции не изменится, в Японии будут введены в строй новые блоки. В Канаде развернута самая экологически чистая и безопасная тяжеловодная ядерная энергетика. Ее основу составляют реакторы CANDU-800, работающие на природном уране. Эти реакторы не нуждаются в предварительном обогащении топлива ураном-235 и настолько глубоко выжигают делящиеся изотопы, что отработанные тепловыделяющие элементы, после некоторой выдержки, просто захоранивают без всякой обработки. Выдающимся достижением канадских ученых и инженеров стало создание совершенного производства дешевой тяжелой воды за счет утилизации тепла отработанного пара АЭС. После предварительного обогащения воды дейтерием ее доводят до реакторной чистоты (99,7% Д2О) ректификацией в колоннах при пониженном давлении. Этот процесс очень экономичен. Созданная в Канаде при АЭС Брюс установка для получения тяжелой воды, производительностью 600 т Д2О в год, обеспечила всю потребность канадской энергетики в тяжелой воде и наработала еще 1000 тонн для сугубо научных целей. В будущем единственной проблемой тяжеловодной энергетики станет добыча природного урана. Отсутствие затрат на разделение изотопов и регенерацию топлива делает экономически оправданной разработку бедных месторождений и даже добычу урана из морской воды. Успехи канадской энергетики настолько значительны, что целый ряд стран - Аргентина, Румыния, Южная Корея построили АЭС с тяжеловодными реакторами. Стратегия развития энергетики Германии предусматривает получение возобновляемой, экологически чистой неядерной энергии. На каждом холме будет установлена ветростанция, на каждой горной речке - гидростанция, на каждой крыше - солнечная батарея. Вместе с базовыми электростанциями, работающими на природном газе, и при широком применении энергосберегающих технологий, энергетический комплекс позволит в перспективе закрыть в Германии все АЭС. Однако ближайшие 30 лет 19 легководных реакторов Германии будут работать на полную мощность. Развивающиеся страны, где в ХХI веке произойдет наибольший рост производства энергии, вынуждены использовать самые доступные источники энергии -гидростанции и тепловые электростанции на угле и нефти, наносящие наибольший ущерб мировой экологии. Энергетика Китая развивается по тому же сценарию, что и энергетика США - создается инфраструктура из гидростанций, тепловых электростанций и АЭС. Четыре газоцентрифужных завода обеспечат Китай не только оружейным ураном, но и необходимым топливом для энергетических реакторов. Подобно США Китай не признает никаких норм и ограничений при выбросе парниковых газов в атмосферу. Характер ядерной энергетики Индии определило громадное месторождение тория. Индийские тяжеловодные реакторы перерабатывают торий-232 в уран-233. К сожалению эти совершенные ядерные установки созданы для одной цели - наработки оружейного урана-233 для устрашения Пакистана, который в противовес создал высокотехнологичный газодиффузионный завод для получения оружейного урана-235. Приведенная картина состояния мировой ядерной энергетики указывает на отсутствие общей стратегии развития. Более того, не утвердился основополагающий принцип, что сохранение экологической чистоты планеты важнее максимального извлечения сиюминутной прибыли. МАГАТЭ приветствовало инициативу президента России и создало специальную комиссию по инновационным реакторам и топливным циклам и отдельно по тяжеловодным реакторам. Задача комиссии - выдача рекомендаций о типах реакторов и топливных циклов нового поколения, которые обладали бы повышенной безопасностью, обеспечивали бы режим нераспространения и в то же время были конкурентоспособными. Российская ядерная энергетика использует дешевый слабо обогащенный уран, который производят 4 газоцентрифужных завода. Эти заводы оснащены самыми совершенными газовыми центрифугами и способны обеспечить слабо обогащенным урановым топливом все АЭС мира. Россия обладает мощными радиохимическими производствами для переработки отработанного топлива и выделения из него плутония и урана. Но энергетические ядерные реакторы России, в основном, самых устаревших конструкций. Продолжают эксплуатироваться опасные графитовые реакторы РБМК, аналогичные чернобыльским, и примитивные реакторы ВВЭР-440. Инициатива президента Путина вызвала шок у чиновников Минатома - закрыть заводы обогащения урана и выделения плутония означало лишиться многомиллиардных прибылей от продажи за рубеж обогащенного топлива для АЭС и от переработки отработанных тепловыделяющих элементов. Чтобы дезавуировать выступление президента, сначала в журнале "Атомная энергия" появилась статья, в которой осторожно разъяснялось, что президент имел в виду не обогащенный уран вообще, а только высокообогащенный и не плутоний вообще, а только материалы, пригодные для использования в качестве ядерных боеприпасов. Следом появилась статья академика В.Сидоренко - о стратегии развития ядерной энергетики в России до 2030 года. Предполагается, что к этому времени весь добытый природный уран будет переработан, продан или сожжен, поэтому ядерная энергетика будет вынуждена перейти к двухуровневой схеме. В громадных свинцовых реакторах БРЕСТ обедненный уран-238 будет перерабатываться в плутоний, а уже плутоний сжигаться в легководных реакторах ВВЭР-1000. Трудно придумать программу более противоречащую доктрине президента. Концерн "Росатомэнерго", объединяющий водяные АЭС России, приступал к разработке независимой программы развития ядерной энергетики. Руководить разработками должен был вице-президент концерна Е.И.Игнатенко (бывший сотрудник ПИЯФ). Известны только самые общие положения этой программы: постепенная замена всех энергетических реакторов на безопасные и экономичные реакторы ВВЭР-800, создание мощного отечественного производства тяжелой воды, дожигание отработавших твэлов реакторов ВВЭР-800 в тяжеловодных реакторах без переработки, переход в будущем к тяжеловодным энергетическим реакторам, использующим топливный цикл торий-232 - уран-233. Эта программа полностью отвечает доктрине президента России, кроме того, она может быть быстро реализована. Реакторы ВВЭР-800 способны работать не только на слабообогащенном уране, но и на смеси природного урана и плутония. Швейцарская фирма Зульцер уже создала базовый блок для получения тяжелой воды на АЭС, производительностью 200т/год. В основном завершен проект тяжеловодного энергетического реактора - дожигателя урана, плутония и трансплутониевых элементов, остающихся в отработанных твэлах реактора ВВЭР-800. 13 мая 2001 года герой Чернобыля, талантливый ученый и инженер Евгений Иванович Игнатенко погиб в автомобильной катастрофе. Реализация проекта "Росатомэнерго" под вопросом… | |||
А.И.Егоров,
кандидат физ.-мат. наук |