Активная зона

Атомная промышленность

На Урал ездят атомщики разных стран — учиться работать с реакторами на быстрых нейтронах. А оппоненты мечтают, что не получится у русских замкнуть топливную цепочку

18 сентября председатель правительства РФ Дмитрий Медведев и гендиректор ГК «Рос­атом» Сергей Кириенко обсудили итоги Федеральной целевой программы по обеспечению ядерной и радиационной безопасности с 2008 по 2015 год (ФЦП ЯРБ-1) и перспективы новой программы. Общий объем финансирования первой составил 145 млрд рублей. В конце октября вторая — ЯРБ-2, рассчитанная до 2030 года, будет обсуждаться в правительстве РФ. Общий объем финансирования может превысить 554 млрд рублей. Это позволит решить примерно половину проблем, накопленных в атомной промышленности.

В чем риск для отрасли

30 лет назад на атомную отрасль смотрели как на молодую, развивающуюся. 70 лет, которые атомщики отмечают 28 сентября, — это солидный возраст, сигнал инвесторам, что все опробовано, надежно. 2014 год стал рекордным по выработке электроэнергии на российских АЭС.

— Риск для отрасли один — отношение федеральной власти, — говорит Сергей Кириенко. — Со всем остальным мы справимся.  Перед нами пример Германии, где у федеральных властей не хватило воли поспорить с популизмом. По подсчетам, отказ от атомной энергетики обойдется Германии в 1,7 трлн евро. Я не хочу, чтобы у нас произошло что-то подобное.

Действительно, после чернобыльского 1986-го отрасль была в застое, от нее почти отказались. В 2007 году руководству Рос­атома удалось убедить российское правительство сохранить атомную отрасль, выделить целевые бюджетные средства. Финансирование пошло.В кризис 2008-го, когда урановые компании в мире подешевели в десять раз, россияне даже скупили месторождения в Африке, Казахстане, Австралии,  Канаде— запасов хватит на 100 лет вперед. Сегодня 20% АЭС США работают на уране произведенном на российских предприятиях.. Теперь урана хватит на сто лет.

Локомотивом всей атомной промышленности была и остается энергетика. Масштабная программа развития АЭС предполагает увеличение ее доли в общем энергобалансе страны с 16% до 25 — 30% к 2020 году, планируется строительство двух десятков ядерных реакторов. Сейчас строятся Нововоронежская и Ленинградская
АЭС-2, Балтийская АЭС, первая в мире плавучая АЭС «Академик Ломоносов». В стадии подготовки к энергетическому пуску четвертый блок Белоярской АЭС.

Отрасль демонстрирует достойные результаты по надежности и эффективности АЭС в эксплуатации, безопасности и перспективности новых технических решений. Это способствовало тому, что мы в конкуренции с крупнейшими японскими, американскими, французскими производителями оборудования начинаем уверенно и систематически выигрывать международные конкурсы. В пользу атомной энергетики выбор сегодня делают Юго-Восточная Азия, Латинская Америка, Африка, Ближний Восток. Сюда, по словам Сергея Кириенко, сместились точки роста мировой атомной отрасли. С 2011 года, после Фукусимы, объем зарубежных контрактов госкорпорации вырос более чем в три раза, на 80 млрд долларов. По итогам 2014 года портфель десятилетних договоров оценивается в 101,4 млрд долларов. В этом году планируется подписание контрактов еще на 13 млрд долларов. В среднесрочной перспективе Росатом построит за рубежом 64 блока АЭС.

Быстрый. Натриевый. Наш

Из проектов, реализуемых на Урале, наиболее резонансный — строительство БН-800, четвертого блока Белоярской АЭС. Прорыв в области промышленной энергетики с реакторами на быстрых нейтронах, ожидаемый с пуском БН-800 с натриевым теплоносителем, будет иметь не только российское значение, подчеркивает завкафедрой атомной энергетики УрФУ Сергей Щеклеин. Есть основание надеяться, что мы сохраним мировое лидерство в этом важном направлении. Наши атомщики бережно сохранили накопленный по «быстрому» направлению опыт СССР и успешно его развивают. Проблемы, возникающие на стадии освоения, решаются профессионально и спокойно. В других странах мира, столкнувшись с любой из них, могли бы остановиться, но только не мы, потому что никто из них не эксплуатировал так долго реактор такого типа, как БН-600. Только у БАЭС есть такой опыт.

В реакторе БН-800 планируют использовать топливо на смеси оксидов плутония и урана — МОКС (mixed-oxide fuel). В дело пойдет плутоний, выделяемый из отработавшего ядерного топлива, а также оружейный плутоний, что позволяет разработчикам технологии реакторов на быстрых нейтронах говорить о ликвидации ядерных отходов. Причем реактор, работающий на МОКС-топливе, производит больше плутония, чем потребляет. Реакторы-размножители, бридеры, кардинально решат проблему обеспечения ядерным топливом — и самих себя, и реакторов на тепловых нейтронах.

Энергоблоки с быстрыми реакторами призваны не только существенно расширить топливную базу атомной энергетики, но и замкнуть ядерный цикл, минимизировав ядерные отходы. И Уральский регион вносит в решение этой задачи огромный вклад. Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН создает теоретические основы, предлагает технологии решения этой задачи. СвердНИИхиммаш конструирует оборудование. Все это вместе с головными центрами — Физико-энергетическим, Курчатовским институтами, Научно-исследовательским институтом атомных реакторов в Димитровграде, где пущены два опытных стенда по замыканию топливной цепочки: «Корвет» и «Фрегат».

Проект МОКС, реализуемый в рамках федеральной целевой программы «Ядерные технологии нового поколения», — один из главных сегодня в атомной отрасли. Завод по производству МОКС-топлива в Железногорске — его основа. Как разработчик, изготовитель и поставщик оборудования для всего цикла производства МОКС-топлива в проекте участвует СвердНИИхиммаш, начиная от поступления исходного продукта и заканчивая контролем качества таблеток, формированием топливного столба и передачи на следующий участок для создания набора ТВЭЛов. Создание нестандартного оборудования для строящегося завода обогатило опыт института в сфере разработок для атомных электростанций и предприятий ядерно-топливного цикла, а также пополнило портфель заказов, говорит генеральный директор СвердНИИхиммаша Рауиль Каримов.

Здесь же, на Урале, в Заречном, разрабатывается реактор БН-1200. Проект недавно одобрил научно-технический совет Росатома, после устранения ряда замечаний его можно будет реализовывать. Руководитель проектного офиса БН-1200 Николай Ошканов, много лет занимавший руководящие посты на БАЭС, говорит, что стадия НИОКР закончена в концептуальном плане в 2014 году, блок конкурентоспособен по затратам с другими типами, оптимизирован по сравнению с предшественниками. Со следующего года необходимо начать проектирование, что обеспечит сооружение пятого блока БАЭС с бридером БН-1200 в 2024 году, как запланировано правительством страны.

Задача должна быть поставлена государством

Оппоненты технологии сомневаются, что России удастся замкнуть ядерный цикл, создать безотходное производство. Мол, Россия носится с идеей родом из 70-х, а мир уходит от быстрых нейтронов: в ведущих атомных странах, развивавших плутониевые технологии, эксплуатация бридерных реакторов сопровождалась многочисленными проблемами, и эти проекты свернуты:

— Я не буду разбивать эти доводы, — говорит Сергей Щеклеин. — К тому, что для нас давно отработанный этап, венгры, например, только стремятся, мечтают этого достичь, разрабатывают свой реактор на быстрых нейтронах. Да, идея использования таких реакторов не нова, но технически ее реализовать чрезвычайно сложно.

В России натриевые технологии освоены очень хорошо. Другие страны мира пытались, но потерпели крах. Французы в 1985 году запустили промышленный реактор «Суперфеникс». И через пять лет остановили, а в 1997-м отказались от эксплуатации, не справились — одна авария за другой.

— Мне приходилось бывать в Японии, как раз в тот момент, когда пускали реактор Монжу, — рассказывает профессор Щеклеин. — Тоже быстрый с натриевым теплоносителем. После первого пуска остановили из-за пожара в связи с утечкой натрия, программу свернули. У персонала не хватило знаний всех особенностей теп­лофизических и термомеханических процессов, которые протекают в оборудовании с натриевым теплоносителем. Через пятнадцать лет, в 2014 году, снова попробовали пустить Монжу — опять авария, в корпус реактора, прямо в жидкий натрий уронили машину, перезагружавшую топливо.

— В Китае пустили натриевый реактор, готовят второй, на подходе третий. В Индии запускают на 500 МВт…

— И на Урал ездят атомщики из этих стран — учиться. Неудачи могут быть. Но научных проблем нет. Есть суперсложные, дорогостоящие задачи. Замыкание топливного цикла произойдет, пусть не завтра, в свое время, когда мы к этому будем готовы.

— Сергей Евгеньевич, а где главная болевая точка атомной отрасли сегодня?

— Распад Советского Союза, разделение экономик государств сыграли для атомной энергетики, создания оборудования плохую роль. Турбины для атомных электростанций делали на Харьковском турбинном заводе, сейчас там выпускают только запасные части для ранее поставленных турбин. Основные урановые месторождения остались в Казахстане. И так далее. Росатом приложил большие усилия для восстановления этих связей, завязывания новых контактов. Возобновили, например, производство оборудования для атомных электростанций на Skoda, где часть акционерного капитала является собственностью Росатома.

Из других болевых точек — возможности атомной энергетики не используются для производства тепловой энергии. Не стояла такая задача — АЭС ориентированы почему-то только на электроэнергию. Но Россия — северная страна. В 80-х годах, еще до Чернобыльской аварии, проектные институты готовили программу развития теплофикации Уральского региона. Предполагалось использование атомной энергии. Сначала Чернобыль заставил резко пересмотреть все планы, затем разрушение Союза. Эти идеи заморожены.

— Есть смысл к ним вернуться?

— Обязательно нужно. Потому что мы все дальше и дальше забираемся на Север, на Ямал, в Арктику, углеводороды добываем. Ядерный энергоисточник — стабильный, высоконадежный, с огромным количеством преимуществ. Вот пример: северная Билибинская атомная электростанция мощностью 48 МВт работает уже 40 лет. Проектировалась Уралатомтеплоэлектропроектом, получила госпремию. Опыт есть, технические проблемы решаемы, задача должна быть поставлена государством. Никакая неф­тедобывающая компания это не сделает.

— Закрытость отрасли всегда была ее спецификой. Понятно, чем это обусловлено. Но иногда перегибались палки: скрывались многие опасные аварии, экологические проблемы. Готова ли госмонополия к тому, чтобы говорить обществу правду?

— Закрытость — специфика не только атомщиков, но и химической промышленности, и газодобычи. Проблема проблеме рознь. Что такое атомная станция? Это объект, который состоит из миллионов элементов. Естественно, какие-то из них периодически выходят из строя, за автомобилем же тоже нужно следить: то фильтр забьется, то ремень ослаб. Возможны коррозии, растрескивания металла и прочее. Но есть показатель, который может повлиять на здоровье населения и на будущие поколения, — это радиационная нагрузка. Вот тут ситуация изменилась: последние годы данные по радиационной нагрузке свободно вывешиваются в реальном масштабе времени на сайтах Росатома. В режиме онлайн можно посмотреть радиационный фон на территории.

В интернете можно прочесть про множество инцидентов, аварий, которые якобы были, в том числе на Белоярской АЭС. Часто информация такого рода не вызывает доверия. Смотреть нужно на конкретные факты. Например, ко мне обратился один из работников БАЭС, который купил себе дом, построенный в первые годы эксплуатации станции и расположенный близко к ней. Его интересовало: не накопилась ли в шифере крыши какая-то активность. Смутило, что станционная лаборатория ничего опасного не обнаружила. Он не поверил. Кафедра провела детальное исследование: после 40 с лишним лет эксплуатации шифер имеет такую же мощность дозы, создаваемую всеми видами излучения, как и шифер далеко от этих мест.

— А Ольховское болото вблизи площадки атомной станции?

— Болото использовалось для сброса с первых блоков Белоярки так называемых дебалансных вод, в том числе имевших активность. Связано это было с тем, что в те давние годы правила эксплуатации объектов не требовали такой тщательной очистки вод, как современные. Регламентировалась удельная активность: не больше 10-6 кюри на килограмм воды. А сколько такой воды можно сбросить — эксплуатационному персоналу не указывалось. Также поступали и на других предприятиях, и не только у нас, во всем мире. Потом поняли, что накопление-то происходит. Теперь регламентируется полный объем активности. Да и сброс давно прекратился. Изотопы разлагаются. В принципе ситуация не только не катастрофическая, вообще никакой ситуации нет. Надо подождать — и все нормализуется. Ни извлекать, ни высушивать — ничего не надо. Объем активности там в сотни раз меньше объема активности учебных источников, которыми наши студенты пользуются.

Иная ситуация — Карачаевское озеро вблизи «Маяка» в Челябинской области. В послевоенные годы «Маяк», решающий задачу создания ядерного щита страны любой ценой, сбрасывал отходы в прилегающие водоемы в Челябинской области. «Любую цену» засыпают, до конца года якобы засыплют. По сути дела, создают могильник, чтобы снизить вероятность проникновения в окружающую среду. Мне кажется — поторопились под нажимом обеспокоенной общественности. Надо было поискать более современные технологии. Может быть, недешевые. Но такая задача должна быть поставлена, выделены ресурсы.

— Вопрос, который задают экологи: к какому году будут утилизированы накопившиеся радиоактивные отходы?

— Такая дата точно не известна. Дело все в том, сколько это стоит. Хотим сделать быстро — нужны значительные ресурсы. Каждые десять лет уровень радиоактивности отходов снижается почти в сто раз. И то, что раньше надо было роботами убирать, сейчас можно простыми приспособлениями. Но — планомерно, спокойно, без показухи. В «заботе о будущих поколениях» потратим огромные ресурсы, а потом окажется, что там уже все распалось.

Технологии по утилизации есть и разрабатываются новые, в том числе на нашей кафедре: технология перевода радиоактивных отходов среднего уровня активности в керамическое состояние. Видите с виду обычные кирпичики? Керамика свяжет радиоактивные отходы на неограниченное время хранения. Известную технологию стеклования применяют чаще всего для высокоактивных отходов, а отходы атомных станций таковыми не являются. Для них и предназначена наша технология.

Кстати, проработавший тридцать с лишним лет БН-600 показывает беспрецедентно хорошие экологические результаты, опережая даже самые новые блоки с двухконтурными реакторами на Ростовской и Калининской АЭС.