Российские атомщики прорвались в неверном направлении

В 2016 году правительство РФ утвердило проект «Прорыв». Программа, рассчитанная до 2030 года, предусматривает строительство новых атомных станций и внедрение технологии замыкания ядерного топливного цикла* (ЗЯТЦ) на основе быстрых реакторов. Однако принятие столь грандиозной программы, несомненно, ограничит возможности финансирования других энергетических проектов. Более того, в проекте видятся несколько серьёзных ошибок, которые могут завести атомную отрасль в тупик.

Словно заядлый игрок на ипподроме, «Росатом» вновь и вновь ставит на лошадь по кличке Быстрый Реактор. Хотя прогрессивные атомные страны мира давно закрыли свои проекты с ними. В первую очередь из-за их аварийности. Одновременно идёт мощная рекламная кампания по пропаганде использования замкнутого ядерного топливного цикла как основы стратегии РФ в развитии атомной энергетики и обращении с облучённым ядерным топливом. Но ясности как не было, так и нет: что будет делать Россия с этим изжёванным ядерным топливом? И есть ли хотя бы надежда заиметь замкнутый топливный цикл? «Росатом» клянётся – есть! Вот только атомное ведомство почему-то забыло предупредить всех нас: ждать этого «прорыва» нужно полвека. И не факт, что этот прорыв действительно удастся. Почему же «Росатом» делает ставку на быстрые реакторы?

Вот мнение доктора технических наук профессора Игоря Острецова, в своё время являвшегося членом рабочей группы № 7 Комиссии по модернизации при президенте РФ:

– Я не первый день говорю о полной абсурдности предложений «Росатома» по замкнутому топливному циклу как основы ядерной стратегии страны. «Росатом» идёт по неверному пути. Сегодня даже студентам-первокурсникам понятно, что основным фактором, ограничивающим масштабное развитие мировой ядерной энергетики, является дефицит доступных запасов урана-235*. Коммерческие запасы урана-235 не превышают по своему энергетическому потенциалу запасы нефти и не могут кардинально решить энергетическую проблему. Поэтому «Росатом» активно работает с реакторами-размножителями, по-видимому, забыв предупредить руководство страны, что эта программа не может быть реализована даже к 2030 году, поскольку время удвоения по производству искусственного ядерного топлива плутония-239*, которым сегодня занят «Росатом», составляет не менее 50 лет. И то верно – зачем? За эти 50 лет можно израсходовать ещё много бюджетных миллионов.

Лезем в бридерную петлю

Но самое главное – «Рос­атом» ничего не говорит про аварийность быстрых реакторов. К слову, в мире за последние десятилетия было построено 12 промышленных реакторов на быстрых нейтронах* – три в Германии, по два – во Франции, в России и в Японии и по одному – в Казахстане, Великобритании и США. Однако один такой реактор так и не был запущен, а девять других остановлены из-за аварийности. Работающих в итоге осталось два. И оба – в России на Белоярской АЭС.

Кстати, про ЧП и аварии на быстрых реакторах «Росатом» скромно помалкивает. А их на Белоярской АЭС, по всей видимости, было уже несколько, причём, похоже, даже с человеческими жертвами. Но эта информация находится под грифом «Секретно».

Наш словарь

•Замкнутый ядерный топливный цикл – технология с использованием уран-плутониевого топлива, предполагающая вовлечение в производство облучённого ядерного топлива (ОЯТ).

•Бридер, он же реактор на быстрых нейтронах (или быстрый реактор) – реактор-размножитель, который может нарабатывать ядерное топливо в количествах, превышающих потребности самого реактора.

•Уран-235 – природное топливо для атомных станций.

•Плутоний-239 – одна из 15 разновидностей изотопов плутония, в природе не существует, нарабатывается в ядерных реакторах.

– Теоретические и экспериментальные исследования по быстрым реакторам в мировой энергетике были начаты практически одновременно с работами по созданию реакторов на тепловых нейтронах, – рассказывает профессор Острецов. – Идею бридеров* (реакторов – размножителей делящихся изотопов) в 1943 году предложил американский учёный Лео Сцилардом. Первый экспериментальный бридер был введён в действие 20 декабря 1951 года в США, а в 1956 году консорциум компаний США начал сооружение бридера «Ферми-1». Однако в 1966 году из-за блокады в натриевом контуре произошло расплавление активной зоны и реактор был демонтирован. Больше США к бридерам не возвращались.

Германия построила свой бридер в 1974 году и закрыла его в 1994-м. Ещё один промышленный бридер SNR-2, сооружение которого началось ещё в начале 70-х годов, Германия завершила в конце 90-х, но в эксплуатацию так и не ввела из-за нерешённости проблемы с радиоактивными отходами. Франция в 1973 году ввела в эксплуатацию «Феникс», а в 1985-м – «Суперфеникс». Сегодня их работа прекращена из-за повышенной аварийности. Япония в 1977 году построила бридер «Дзее», на работу которого до сих пор не получена лицензия. Бридер «Мондзю», введённый в 1994 году, уже в декабре 1995 года был закрыт после пожара из-за утечки натрия. Потом было ещё несколько серьёзных ЧП. В итоге «Мондзю» закрыли окончательно.

Чего же мы лезем в бридерную петлю? Ситуация с бридерами напоминает «прорыв» «Росатома» с плавучими атомными станциями: весь цивилизованный мир давно отказался от этой опасной водоплавающей «игрушки», «Росатом» всё ваяет и ваяет. Правда, это атомное чудо строится уже почти 12 лет. И пока конца-краю не видно.

Куда складировать плутоний?

Стоит отметить, что от бридерной программы Германия, Франция, США и Япония отказались не только из-за технических проблем.

– Проблемы бридеров связаны с проблемами радиоактивных отходов, – продолжает профессор Острецов. – Сегодня даже не обсуждается вопрос о строительстве быстрых реакторов в третьих странах, поскольку на каждом бридере должно существовать радиохимическое производство для выделения наработанного плутония. Причём в этом производстве на каждые миллион киловатт электрической мощности будет циркулировать более 20 тонн плутония.

Одним из основных требований к топливу быстрого реактора является обеспечение его глубокого выгорания, поскольку малая величина выгорания неприемлема с точки зрения экономической эффективности бридера. При этом большая энерговыработка приводит к значительному накоплению продуктов деления и распуханию топлива, что ужесточает требование к радиационной стойкости топлива. Из-за высокой удельной мощности топливо должно выдерживать большие температурные градиенты, что связано с малым диаметром тепловыделяющих элементов. Доля делящегося материала, обеспечивающая критичность, в быстром реакторе значительно выше, чем в тепловом реакторе.

– Мы не только обеими ногами встали на дорожку развития бридерной технологии, но уже и бежим во весь опор, – подводит итог нашему разговору профессор Острецов. – А дорожка эта ведёт в тупик. Бридеры критически нуждаются в высокообогащённом уране. Вопрос: а может ли такая технология стать полноценной альтернативой углеводородной энергетике? Нет. Она сложна и требует огромных ресурсов. Наконец, она очень опасна. Одно из самых проблемных мест – это система охлаждения, где циркулирует жидкий натрий. На открытом воздухе он жадно поглощает атмосферную влагу, горит и взрывается. И водой этот пожар не потушишь. А в бридере, наполненном радиоактивным топливом, этого натрия десятки тонн.

Вывод? В ближайшее время создать крупномасштабную ядерную энергетику на реакторах-размножителях, судя по всему, не получится. Выходит, что «Росатом» ведёт отрасль в тупик, причём за рекордное количество бюджетных миллиардов?

Кстати

Стало известно, что доктор технических наук Вячеслав Першуков больше не возглавляет БУИ – Блок управления инновациями «Росатома». Это значит, что господин Першуков отлучён от исполнения проекта «Прорыв». Напомним, что первые расследования о туманной научной деятельности Вячеслава Першукова «Наша Версия» публиковала ещё в ноябре 2014 года, в частности в материале «Куда уходят заводы, НИИ, базы отдыха и деньги госкорпорации «Рос­атом»?». Уже тогда стало известно, что при выполнении федеральной целевой программы (ФЦП) «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010–2015 годов и на перспективу до 2020 года» Вячеслав Першуков, по-видимому, был участником историй, связанных с нецелевым расходованием бюджетных средств. Упоминался он и в истории с завышением стоимости работ: при формировании ФЦП по ядерным технологиям экспертами были детально определены параметры и стоимость проектов, входящих в программу. Вся эта документация была утверждена правительством РФ. Но в итоге деятельности Вячеслава Першукова на начальном этапе стоимость работ, по-видимому, возросла в 7 раз.