Атомное солнце России. Часть 1

Интервью с Председателем Научно-технического совета Минатома, научным руководителем перспективных разработок НИКИЭТ, профессором МИФИ, Лауреатом Ленинской и Государственной премий, Академиком РАЕН Виктором Владимировичем Орловым.

Когда речь заходит о высоких технологиях, первым делом возникают мысли об интеллектуальных компьютерных системах, новейших телекоммуникационных средствах, о клонированной овце, наконец... Чего совершенно точно не возникает, так это ассоциаций с нашей страной – с Россией. Последняя, кажется, уже сама смирилась с ролью банального поставщика сырья и топлива своим более "продвинутым" в технической, технологической и других областях соседям. Не секрет, что наше техническое отставание в большинстве областей нарастает с каждым годом. Если еще совсем недавно мы могли гордиться статусом "космической державы", то сегодня он фактически покоится на дне Тихого океана вместе с обломками орбитальной станции "Мир". Однако не все еще потеряно. Существует несколько направлений, благодаря которым Россию преждевременно исключать из списка игроков на рынке передовых технологий. А это означает, что у нашей страны есть шансы занять достойное место в современной системе мироустройства.

Место России в мировой ядерной энергетике бесспорно можно назвать лидирующим; наши разработки в этой области вполне конкурентоспособны, а то и просто вне конкуренции.

Сама ядерная энергетика в последнее время вызывает у большинства людей достаточно противоречивые чувства. Однако проблемы последнего времени – высокие цены на нефть, энергетический кризис в России (Дальний Восток) и США (Калифорния) – заставляют более трезво смотреть на вещи.

Осознавая тот факт, что, по ряду причин, представления большинства людей об атомной энергетике и ядерных технологиях ограничиваются информацией из малокомпетентных источников, хотелось бы внести в данный вопрос ясность и попытаться отделить истину от бесчисленных домыслов и нелепых слухов. Возможно, это позволит расширить представления о сегодняшних тенденциях в атомной энергетике, а также о месте и перспективах России в сфере hi-tech. Мы обратились за разъяснениями к одному из наиболее компетентных в России специалистов в этой области, председателю Научно-технического совета Минатома, научному руководителю перспективных разработок НИКИЭТ, профессору МИФИ, лауреату Ленинской и Государственной премий, академику РАЕН Виктору Владимировичу Орлову.

"Yтро": Виктор Владимирович, какова на сегодняшний день доля ядерной энергетики в общем производстве электроэнергии в России? Каковы подобные соотношения в других странах?

Владимир Орлов: В России, по мощностям, доля атомной энергетики составляет 11%, а по производству энергии – больше 14%. В мировом же производстве электричества атомные станции занимают 17%. Есть, конечно, такие выдающиеся примеры, как Франция, там доля атомной энергии около 80%. В США – примерно 20%.

Y: Какие преимущества и недостатки имеет ядерная энергетика по сравнению с другими способами получения энергии?

В.О.: Атомная энергетика на основе быстрых реакторов открывает человечеству перспективу развития без ограничения по ресурсам дешевого топливного сырья – урана и тория. С этой целью уже в 40-е годы, в ходе создания ядерного оружия, Энрико Ферми (США) и А.И.Лейпонский (СССР) начали работы по мирной ядерной энергетике. Но АС с быстрыми реакторами были пущены в России, Франции и Англии лишь в 70-80-е годы, а развитие атомной энергетики началось в 50-е годы на тепловых реакторах, созданных ранее для военных целей и использующих менее 1% добываемого урана. Таким образом, важнейшее преимущество атомной энергетики в том, что топливо для атомных электростанций стоит значительно дешевле, чем нефть, газ и даже уголь. Второе важнейшее преимущество связано с тем, что в процессе работы атомных станций не производится парниковых газов, это чрезвычайно важно для экологии. Что касается недостатков, то с экономической точки зрения, атомные станции достаточно капиталоемки – гораздо больше, чем обычные. Кроме того, атомная энергетика требует крайне высокого уровня безопасности, собственно поэтому атомные станции и стоят так дорого. Также весьма актуальна проблема радиоактивных отходов.

Есть и еще один серьезный нюанс: в атомной энергетике используются технологии, которые она взяла у военной ядерной техники, а это – изотопное обогащение урана, переработка топлива с извлечением плутония при замыкании топливного цикла. Все эти вещества теоретически могут служить материалами для производства ядерного оружия. Таим образом, получается, что через пересечение технологий атомная энергетика могла бы способствовать распространению ядерного оружия. Таковы недостатки, я бы даже сказал – проблемы ядерной энергетики. Сами энергетики не заинтересованы в подобном использовании ядерных технологий, но существуют ведь и террористы, да и целые государства, которые хотели бы производить оружие.

Y: Предполагается ли увеличение доли ядерной энергетики в общем объеме производства энергии в стране (мире)?

В.О.: Если говорить обо всем мире, то тут ситуация неоднозначная. В США, к примеру, уже более 20-ти лет нет заказов на атомные станции. Другие страны Запада при временной стабилизации топливного рынка снизили активность, а то и вовсе свернули свои ядерные программы. Правда сейчас ситуация изменилась – в связи с энергетическим кризисом в Калифорнии, в Америке начинают возвращаться к обсуждению вопроса о строительстве станций. В Азии же наоборот – Япония давно усиленно развивает атомную энергетику, процентов сорок электричества у них производится на АЭС. Они планирую развиваться в этой области и дальше, правда, не имея своего топлива. В Китае, Индии, Корее также большие атомные программы. То есть получается, что на Западе ядерная энергетика сегодня "застыла", а на Востоке она усиленно развивается.

С Россией ситуация особенная. Страна богата углеводородным топливом, но в России большие расстояния, и много средств уходит на его доставку к месту потребления. Кроме того, наша страна в ее нынешнем экономическом положении вынуждена будет экспортировать значительную часть добываемого топлива. По этой причине России выгодно развивать атомную энергетику, а газ и нефть продавать. Другого выхода у нее просто нет. Более того, углеводородные ресурсы не безграничны, и поэтому, заглядывая в не очень далекое будущее, мы видим, что во имя их сбережения нам надо развивать атомную энергетику.

Плюс к тому, особенность России состоит в том, что наша страна в 40-е годы, вслед за Америкой, выступила пионером в овладении атомной энергией. Сначала в военной области, а после и в гражданской. Поэтому Россия, как и США, обладает наибольшим научно-техническим потенциалом в этой области. Нашей стране надо выходить из того состояния экономического отставания, в котором она уже давно находится. Так куда ей выходить? Выходить надо на те направления, где у нее есть большой научно-технический потенциал и задел. Так, если в области электроники мы далеко отстали от других, то в ряде наиболее перспективных ядерных технологий мы – впереди, как и в некоторых других направлениях. С этой позиции нам также необходимо поддерживать развитие ядерной энергетики.

Y: По каким основным направлениям в техническом и экономическом плане будет развиваться ядерная энергетика в ближайшие годы?

В.О.: В ближайшие годы развитие будет идти по традиционному пути. У нас сейчас атомная энергетика примерно пополам состоит из станций с уран-графитовыми реакторами РБМК и водяными реакторами ВВЭР. Развитие же в ближайшее десятилетие будет идти по линии строительства ВВЭР, хотя будут достраиваться уже существующие станции с реакторами ВВЭР и РБМК.

Y: А реакторы на быстрых нейтронах?

В.О.: Реакторы на быстрых нейтронах (быстрые реакторы) – это особый и очень важный вопрос. Существующие ныне реакторы РБМК и ВВР, работающие на тепловых нейтронах (тепловые реакторы), работают на уране 235, которого в природном уране всего 0,7%, а это очень мало. Поэтому можно сказать, что топливо используется крайне нерационально. Но это означает еще и то, что для такого использования пригодны только очень богатые месторождения, с высокой концентрацией урана. Подобных месторождений не так уж и много по сравнению с общими запасами урана на Земле, которые просто огромны. Но это преимущественно бедные месторождения. Известно, что если развитие атомной энергетики будет идти только на основе используемых ныне тепловых реакторов, до конца нынешнего века богатые месторождения будут использованы.

Но еще Энрико Ферми показал, что если перейти к использованию реакторов на быстрых нейтронах, то можно добиться полного сжигания урана, переводя его в плутоний. Такие реакторы были созданы и в СССР, и в США. Правда, у американцев эта программа пошла неудачно, после нескольких аварий разработки были свернуты. Во многом по той причине, что быстрый реактор требует замкнутого топливного цикла. То есть, когда топливо отработало в реакторе, его выгружают и радио-химическим путем получают из него плутоний, который также используется как топливо.

Однако получение плутония, как уже говорилось, сопряжено с возможностью его использования для создания ядерного оружия. По этой причине США и прекратили разработки по быстрым реакторам. У нас же наоборот в этой области были достигнуты большие успехи. Первая станция была построена в Казахстане и проработала с 72-го по 97-й год, еще одна – на Урале, под Свердловском – работает и по сей день, как и опытные реакторы в Обнинске (более 40 лет) и Дмитровограде (более 30 лет).

Y: Почему же сейчас атомная энергетика не идет по этому пути?

В.О.: Вопрос серьезный. Первая причина в том, что быстрые реакторы пока что дороги – гораздо дороже тепловых. Логика такова: пока есть еще богатые месторождения урана, зачем вкладываться в дорогостоящие быстрые реакторы, если можно строить более дешевые тепловые. Вторая причина – плутоний, который может быть использован в производстве ядерного оружия. Для многих стран это действительно актуально, для России же – в меньшей степени, так как мы уже обладаем ядерным оружием

Y: Ну, в таком случае, есть ли у нас сейчас какие-либо подвижки в этом направлении? Это ведь фактически задел на решение энергетических проблем всех следующих поколений.

В.О.: В последние пару лет Минатом разработал долговременную стратегию развития атомной энергетики, где помимо строительства обыкновенных реакторов большое место выделяется созданию реакторов на быстрых нейтронах, с целью обеспечить решение энергетических проблем в долговременной перспективе. Согласно этой стратегии подразумевается завершение строительства второго быстрого реактора традиционной конструкции на Урале.

Подчеркивается и необходимость новой технической концепции быстрых реакторов. В свою очередь, это требует решения нескольких задач. Во-первых, нужно уменьшить стоимость реакторов. В частности, в современных быстрых реакторах для их охлаждения используется жидкий натрий – сильно химически активный элемент. И в случае аварии, при контакте натрия с водой или с воздухом, возможно его возгорание или даже взрыв. Это серьезная опасность, и ее необходимо исключить. Особенности конструкции быстрых реакторов, направленные на устранение подобного вида опасностей, делают их достаточно дорогими. Для того же, чтобы сделать реактор более дешевым, необходимо улучшить его техническую концепцию. Так, например, от опасного натрия можно отказаться. У нас в России есть технология, используемая на подводных лодках, согласно которой охлаждение реактора производится с помощью свинца с висмутом и только свинца в быстрых реакторах. В отличие от натрия свинец мало радиоактивен и химически пассивен. В этом случае реактор становится значительно дешевле, а главное – безопасней.

Кроме того, быстрый реактор обладает важной особенностью – в нем можно сжигать наиболее опасные из радиоактивных отходов. В результате резко упрощается важнейшая проблема, вплоть до того, что по радиотоксичности захораниваемые отходы не превышают той радиоактивности, которую мы извлекаем из земли с добываемым ураном. То есть, это означает, что какую радиоактивность мы взяли из земли, такую туда и вернули. Если мы достигнем такого равновесия, то больше ничего не останется и желать. И получается, что мы можем этого достичь.

Еще один важный момент в отношении получаемого плутония и возможности его использования для изготовления ядерного оружия. Существуют быстрые реакторы, в которых плутоний находится в равновесии с ураном и его не нужно извлекать при переработке. Быстрые реакторы не требуют и обогащенного урана. Такая технология будет устойчива к распространению ядерного оружия. По всем этим причинам быстрые реакторы рассматриваются как база для нашей долговременной стратегии.

Y: То есть будущее энергетики за быстрыми реакторами?

В.О.: Несомненно. Будут, конечно, использоваться и тепловые реакторы, так как даже тогда, когда запасы дешевого урана, пригодного для тепловых реакторов, закончатся, быстрые смогут производить искусственное топливо для их подпитки.

Y: Чернобыльская авария: насколько соответствуют действительности современные оценки ее последствий и возможно ли повторение подобной катастрофы в нынешних условиях? Могут ли современные технологии и требования безопасности в ядерной энергетике гарантировать от повторения подобного?

В.О.: Что значит "оценки"? Научные оценки сделаны достаточно четко и правильно, и они сохраняются. Хотя есть, конечно, и преувеличения, много преувеличений. Чернобыльская авария – очень тяжелая, хотя серьезные аварии были и до нее, например, на реакторе TMI в США в 1979 году. Но они не имели таких последствий, потому что там был предусмотрен защитный колпак, удержавший все внутри, которого не было в Чернобыле.

После этих аварий были приняты серьезные меры по обеспечению безопасности на атомных станциях, поэтому такой аварии с такими последствиями произойти практически не может. Хотя это не значит, что никаких аварий не может быть вообще. Но безопасность сегодняшних реакторов много выше, нежели это было тогда. Мир получил после Чернобыля опыт, который позволил разработать новые системы безопасности.

В заключительной части интервью речь пойдет о вопросах и проблемах, связанных с ввозом в Россию отработанного ядерного топлива, о причинах атомофобии и о дальнейших перспективах энергетики.