Уиндскейл, Три-Майл-Айленд, Чернобыль…

(Причины – знаем, урок – суровый, выводы…?)

Е.О.Адамов, научный руководитель ФГУП «НИКИЭТ» им.Н.А.Доллежаля, министр РФ по атомной энергии 2000–2001 гг.

Награждать или наказывать?

В конце 1986 г. в Курчатовском институте проходил один из руководящих кворумов: то ли Директорат, то ли НТС. Обсуждалось выдвижение на госнаграды за участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Я должно быть немало раздосадовал своих коллег, убеждая, что клановая причастность к ядерному сообществу лишает нас права претендовать на любые награды. Независимо от того, что вклад как Института в целом, так и его сотрудников был значительным и даже иногда измеримым.

Сегодня немногие помнят, что Средмаш в первые недели после аварии сохранял осторожный нейтралитет. «Это не у нас авария, а у Петьки», – говорил Е.Славский, напоминая, что все АЭС (кроме ЛАЭС и ИАЭС) были в ведении Минэнерго, руководимом в то время П.Непорожним. В связи с этим отраслевое участие каналировалось через штаб, развернутый в ИАЭ с утра 26 апреля. Этот штаб круглосуточно во взаимодействии с Правительственной комиссией координировал научно-техническую поддержку работ и после того, как ответственность за весь комплекс мер была возложена на Средмаш и на Ордынку. Сюда переместился центр управления отраслевой активностью.

В подкрепление утверждения об измеримости вклада отдельных сотрудников, достаточно вспомнить, что размер Саркофага, начатого проектированием на основе оказавшихся неточными первоначальных данных об уровне радиационного загрязнения и распределения топливосодержащих масс, был резко сокращен. Базой таких решений послужили результаты более точных измерений, выполненных несколькими сотрудниками Курчатовского института, и в первую очередь В.Д.Письменным. Можно спорить о конкретных цифрах, но в любом случае экономический эффект не окажется ниже нескольких сотен миллионов рублей. Не «деревянных», а тех самых, курс которых по нефтяному эквиваленту соответствовал 60 коп. за 1 доллар США.

Не только уверенность в корпоративной ответственности, независимо от причастности к работам по РБМК, давала мне основания для «антинаградной» позиции. Упрекавших меня за эту позицию коллег я убеждал, что научные коллективы, претендующие на лидерство в ядерной науке и технике, не могут ограничиться участием в чрезвычайных мероприятиях, а обязаны признать общую ответственность за состояние ядерной энергетики (ЯЭ).

Непосредственно после чернобыльской катастрофы было естественно сосредоточиться на понимании причин аварии, а, следовательно, обоснованном выборе мер для исключения подобных событий на других энергоблоках. Через 20 лет пора ответить на вопрос о полноте извлеченных уроков из всего опыта дочернобыльской истории ядерной энергетики и не только в пространстве бывшего СССР, но и во всем мире. О готовности подтвердить неизменность исходных посылок 1950–1960 гг. или осознать необходимость их пересмотра.

По истечении 20 лет правомерно потребовать оценки плодотворности потраченного времени или осознания его безрезультатной потери. Результат размышлений по этому поводу представляется настолько не безынтересным, и уж конечно, не бесспорным, что я с удовольствием принял предложение выступить со своей позицией.

О причинах и следствиях

Первый период после аварии сконцентрировался на детальном воспроизведении цепочки событий, закончившихся разрушением реактора и ряда строительных конструкций блока. Шел поиск не противоречащих этой хронологии версий причин аварии.

Собранное мною в ту памятную субботу в ИАЭ совещание специалистов по РБМК, в условиях практически полного отсутствия информации, предположило, что произошел взрыв водорода в подреакторном пространстве из-за отказа системы сжигания «гремучки». С этой версией Велихов и Легасов во второй половине дня и отправились сопровождать Щербину на место события. Шло быстрое накопление наблюдений. Расчетчики возвращались к анализу и ранее имевшихся подозрений и даже событий-предвестников. Окончательное подтверждение ошибки физического расчета было получено экспериментом здесь же на одном из целых блоков РБМК. Сложность весьма необычного по физике реактора, несовершенство расчетных программ и ограничения по возможностям вычислительной техники стали приемлемыми объяснениями. Почему до аварии не были проведены измерения на одном из блоков с установившимся соотношением изотопов, так и осталось непонятым.

Достаточно сравнить 2 доклада МАГАТЭ – непосредственно в 1986 г. и год спустя, а также на двух основных научных форумах по тяжелым авариям (Три-Майл-Айленд и ЧАЭС) в Сорренто (Италия, 1988 г.) и Париже (Франция, 1991 г.), чтобы понять какой путь был пройден основными участниками поиска причин аварии: ИАЭ, НИКИЭТ, ВНИИАЭС и ИБРАЭ РАН. Каким оказался диапазон компромисса, обусловленного диапазоном возможного разброса как временных, так и физических технологических параметров, доступных для расчетного анализа? Диапазон персональных позиций в ситуации, когда ответственность выходит за пределы научной дискуссии и описывается статьями УК.

Доклады на технической части конференции 1996 г., созванной в Вене, в связи с 10-летием катастрофы, в полноте отражали взвешенное понимание причин аварии. Непосредственной причиной явился так называемый «человеческий фактор». Корневыми – ошибки физического расчета и несовершенства системы защиты, не сумевшей скомпенсировать первые два фактора. За последующие годы было немало работ на ту же тему, однако не могу считать, что какая-то из них поменяла сложившиеся за 10 лет представления. Они же стали и базой для суммы технических и организационных мероприятий повышения безопасности. Большая их часть, под руководством выдающегося инженера, главного конструктора РБМК Ю.Черкашова, в режиме военного времени по 10–12 часов в день без выходных и отпусков, была завершена к моменту, когда с распадом СССР часть реакторов РБМК (ЧАЭС и ИАЭС) оказались за рубежом.

Результаты исследовательских работ и основных этапов модернизации (ДП, СУЗ, изменение состава топлива, конструкции стержней управления), ужесточение регламента эксплуатации позволили в очень непростом международном проекте защитить право на эксплуатацию АЭС с РБМК. Перед экспертами из европейских стран, США, Канады после мюнхенской встречи G-7 (1992 г.) ставилась задача научного обоснования невозможности эксплуатации АЭС с РБМК по соображениям безопасности.

Символично, что такая постановка вопроса возникла не сразу после аварии на ЧАЭС, а в 1992 г. после настоящей катастрофы – развала СССР. Даже в его нелучшие годы и не под сурдинку перестройки, ни у кого не поднималась рука замахнуться на так называемые «реакторы, построенные по советским проектам». Но когда Б.Ельцин, о вхождении которого в G-7 еще не было и речи, в Мюнхен был приглашен, мы уже знали, что вопрос будет именно так и поставлен. По нашему совету Борис Николаевич поддержал идею, но сместил акценты: надо закрыть самые небезопасные в мире АЭС. А, следовательно, поручить экспертам таковые определить. Полагая, что худшие АЭС очевидны, политические лидеры с предложением Ельцина неосмотрительно согласились. Позднее, при формировании исходных условий международного проекта западным специалистам пришлось немало потрудиться, чтобы избежать любых сравнений. Они не хуже нас знали, что, например, английские АЭС очень старой постройки по основной критикуемой особенности АЭС с РБМК – отсутствие контейнмента – ничем не отличаются. А ключевой физический параметр, сыгравший роковую роль 26 апреля 1986 г. – положительный пустотный эффект реактивности – столь же опасен в канадских реакторах CANDU. К тому же конструкция РБМК допускает его изменение вариацией соотношения урана, графита и воды в активной зоне. В CANDU ничего поделать нельзя без потери основного преимущества этого реактора – использования природного урана в качестве топлива.

Политическую задачу – дать основание для прекращения эксплуатации АЭС с РБМК – эксперты не выполнили. Возглавляемые Дж. Тайрором, принимавшим участие в расследовании самой первой тяжелой аварии (Англия, Уиндскейл, 1957 г.), они сохранили свое достоинство и профессиональную честность. Наши подписи совместно стоят под результатами 3-летнего проекта, многотомная суть которого сводится к обоснованию итогового вывода: «АЭС с реакторами РБМК по уровню безопасности аналогичны западным АЭС соответствующих лет постройки».

Это уже позднее, в проекте «Барселина», также международном, нам доведется провести реальное сравнение 2-го блока Игналинской АЭС и шведского блока АЭС «Барсбек», в одно время созданных. И уже западным экспертам пришлось добиваться, чтобы в итоговых документах не оказались слишком выпукло представлены преимущества ИАЭС. Что, кстати, давало Литве техническое обоснование возможного продолжения эксплуатации АЭС не менее чем до 2023 г. И было полностью проигнорировано политическими властями в безудержном стремлении на любых условиях войти в объединенную Европу.

Отстояв АЭС с РБМК в 1986–1987 гг. от Политбюро, готового сдать их в попытках погасить тогда еще искры позднее вспыхнувшего пожара, затем от Запада, мы спасли для страны не меньше 50 млрд долларов. Цифра соответствует умеренной стоимости электроэнергии и не учитывает полные возможности продления проектного ресурса. Но точно такая же сумма была указана в письме баварского министра Гаувайлера Б.Ельцину, услужливо доставленном в Москву одним из замов Гайдара по Правительству, господином Махарадзе. Письмо начиналось с утверждения, что «как известно (кому? откуда?) ядерная энергетика России небезопасна». Немцы предлагали те же 50 млрд, но вложенные в Siemens, с тем, чтоб мы свои блоки закрыли, а немцы построили замещающие мощности.

Об уроках

Оценивая непосредственные результаты работ на АЭС с реакторами РБМК, мы вправе уверенно сказать: повторение аварии по сценарию событий 26 апреля 1986 г. невозможно.

Однако давайте поставим вопрос несколько по-другому.

Предположим, что персонал вновь по собственному усмотрению заблокирует произвольное число защит, отключит системы аварийного расхолаживания, нарушит регламент эксплуатации. Может ли быть найдена такая комбинация этих событий, которая опять приведет к тяжелой (a’la Три-Майл-Айленд или ЧАЭС) аварии? Не по сценарию, а по результатам?

К сожалению, ответ утвердительный. Базой такого утверждения является сохраняющиеся в проектах всех действующих (да и строящихся) АЭС деления аварий на проектные и запроектные. Кстати, ни те, ни другие сознательных террористических действий не учитывают. Западные АЭС в этом отношении от российских не отличаются.

Я солидарен с теми, кто справедливо считает, что ядерная энергетика – одна из наиболее безопасных сфер техногенной деятельности. Что среди катастроф прошлого века, чернобыльская не только не была наиболее крупной, как неоднократно приходилось слышать, в том числе от тех, кто оказался в руководстве отрасли. Но по строгому определению катастроф (число потерянных жизней) событие это, к сожалению, не такое уж редкое. Сравнимое, например, с разрушением дамбы от урагана «Катрина» или с только что имевшим место затоплением парома в Красном море. Катастрофы такого масштаба происходят практически каждый год и не по одному разу.

Мне немедленно напомнят масштабы отчуждения загрязненных земель, число отселенных из так называемой «зоны». Забывая, что создание водохранилищ при гидростанциях того же Киевского моря выводило из сельхозоборота куда как большие территории. Причем земель не бедных, как вокруг ЧАЭС, а пойменных, наиболее плодородных. И численность переселенных превышала число эвакуированных в 1986 г.

И все это будет правильно. Как оказалось, даже достаточно для того, чтобы обосновать происходящий сейчас в мире процесс возврата к активному использованию ядерной энергетики. Но, к сожалению, без принципиальных изменений в конструкции реакторов и проектах АЭС. В ядерной энергетике происходит то, что в автомобилестроении называют «face lifting». Сохраняются и совершенствуются те качества, которыми как реакторы, так и АЭС в целом обладали и 20 лет назад. От старых прибористики и электротехники переходят к новым поколениям электронной и силовой аппаратуры. Процесс этот весьма хорошо иллюстрируется сравнением 1-й и 2-й диаграмм на рисунке (рис. 1), когда-то подготовленном для одного из моих докладов выдающимся конструктором НИКИЭТ А.Потаповым. Снижается вероятность любых возможных аварий, однако последствия запроектных остаются выше приемлемого уровня.

Ужесточается нормативный подход к безопасности. Однако сама возможность тяжелых аварий, последствия которых по их психологическому воздействию приобретают вселенский характер, далеко не адекватные реальным масштабам, сохраняется.

Отдавая должное инженерам, физикам и конструкторам, которые доводят, вероятно, до предельно возможного совершенства АЭС с основными ныне используемыми типами реакторов PWR (ВВЭР в российской транскрипции) и BWR (в России широкого применения не получили), я считаю главным достижением послечернобыльского периода выработку нового подхода, если хотите, новой философии, Стратегии развития ядерной энергетики.

От частного – к общему

Понимание, что в «государстве датском» что-то не в порядке возникло еще до чернобыльской катастрофы. Известный американский физик А.Вейнберг положил начало этим сомнениям после аварии на Три-Майл-Айленде. Его книга «The Second Nuclear Era» поставила вопрос о возможности создания реакторов, обладающих так называемой «inherent safety». К сожалению, ответ практикующих специалистов оказался не только быстрым, но и разочаровывающим. Большинство эксплуатируемых и все вновь проектируемые PWR и BWR были объявлены полностью соответствующими требованиям «внутренне присущей безопасности». Возможно, тому способствовала не слишком ясная, допускающая произвольное толкование, дефиниция «внутренне присущая». Движение в этом направлении, кстати, сопровождалось усложнением конструкции, систем защит и созданием дополнительных барьеров на пути распространения радиоактивности в случае проектной аварии. Что не могло не сказаться на стоимости АЭС, снижая их конкурентоспособность и интерес к ним инвесторов, особенно на фоне не самых оптимальных подходов к лицензионной практике. Первыми от этих подходов начали отказываться американцы, открывая дорогу новым заказам на АЭС, прекращение которых еще в 80-е годы прошлого столетия в общественном сознании прочно увязано с тримайльской, а затем и чернобыльской авариями. Однако слишком уж хорошо коррелирует с динамикой изменения цен на углеводородное топливо, открытием новых, прежде всего шельфовых, месторождений органики в те же годы.

Открытий, вероятно, уже из последних. Земля и ее недра достаточно хорошо изучены. Новых месторождений, не только сравнимых с ближневосточными, но и по масштабам соизмеримых со Штокманом или Ямалом, уже не предвидится. Во весь рост встает вопрос об ответственности живущих перед будущими поколениями за рачительное использование углеводородного золота. Менделеев еще в начале XX века приравнивал энергетическое использование органики к сжиганию ассигнаций. Не мог и представить, что последующие поколения будут вести себя по девизу Людовика XV: после нас хоть потоп! Сохранение темпов сжигания органики на уровне начальных рекордов XX века оставит последующим поколениям лишь возможность распорядиться остатками угля. Уже наши внуки будут жить при исчерпании нефти и газа. Постепенный отказ от сжигания органики недр, как реальной угрозы будущим поколениям, должен стать в отличие от парниковых газов предметом международных соглашений и налоговой политики.

Если учитывать только текущий уровень энергопотребления, без тех неизбежных последствий, которые возникнут в спросе на энергию, в ходе спуртующего развития азиатских и стоящих на старте африканских стран, единственным пока доступным путем удовлетворения этих потребностей является развитие ядерной энергетики. Максимальная поддержка альтернативных генераций (солнце, ветер, энергия приливов и т.д.), несомненно, оправданна, но их доля в энергетическом балансе, вероятно, даже не приблизится к 10%. Упражнения с водородным топливом к этой теме отношения не имеют, так как для получения самого водорода нужны энергетические затраты.

Ядерная энергетика: сырье и не только…

Ядерная энергетика даже без вовлечения в ее состав термоядерных реакторов способна решить задачу полного удовлетворения самых амбициозных прогнозов увеличения спроса на электричество, основной компонент энергобаланса в XXI веке (рис. 2). Однако очевидно, что предполагаемых запасов природного урана, без вовлечения такой экзотики как уран, рассеянный в мировом океане, достаточно лишь для поддержания достигнутого уровня генерации на АЭС в течение нашего столетия. Подлинное освобождение от сырьевых ограничений даст только переход к использованию тех 99% сырья, которые накапливаются сейчас в отвалах и облученном топливе. Речь идет об уране-238 и пока вообще не используемом тории. А, следовательно, о реакторах на быстрых нейтронах.

Традиционная секретность лишает нас возможности на цифрах показать, что в ближайшие десятилетия никакого дефицита уранового сырья для существующей в РФ ядерной энергетики нет. Она же дает возможность для недобросовестных спекуляций политиканов, постоянно возвращающихся к обвинениям в преступности реализации соглашения с США по ВОУ-НОУ. Дефицита нет в ближней перспективе, и не будет в отдаленной. Но только в том случае, если мы не потеряем время с развитием единственно имеющего перспективу реакторного направления на быстрых нейтронах.

Это одна из немногих сфер ядерной техники, где мы пока лидируем, прежде всего, за счет продвинутых НИОКР, но также и благодаря продолжению эксплуатации БН-600 на Урале. Однако накопленный не только у нас, но и у французов, частично японцев, опыт не позволяет считать выбранные более 40 лет назад решения оптимальными, учитывающими современные реалии. Также, впрочем, как и по легководным реакторам.

Нет оснований в чем-либо упрекать отцов-основателей ядерной энергетики. Призванные для создания ядерного оружия, средств его доставки, они оптимизировали реакторы не под энергетику, а для решения оборонных задач. В этой сфере они располагали необходимыми ресурсами, а главное, устойчивой поддержкой политического и государственного руководства, в отличие от ядерной энергетики. Сооружение первой в мире Обнинской атомной электростанции было поддержано в пропагандистских целях, а вовсе не рассматривалось, как стартовая позиция для энергетического строительства.

При тех темпах, которыми строились промышленные реакторы, мы никогда не отстали бы от Англии и США, как это произошло на первом этапе развития мировой ядерной энергетики. Политическое руководство было убеждено, что при отечественных запасах органического сырья беспокоиться нечего. Заслуги Курчатова на ниве бомбостроительства позволили ему отстоять Воронежскую АЭС, строительство которой было заморожено после его кончины.

Не побуждаемые государственной властью и не очень поддержанные даже отраслевым руководством, Курчатов, Доллежаль, Лейпунский и их соратники, естественно, выбирали варианты из доступных. Стоит ли удивляться, что Сибирская АЭС была простым расширением функций промышленных реакторов, к основному производству которых (оружейные изотопы), добавили электропроизводство и теплоснабжение. Еще в недавние годы часть тепла, потребляемого Томском, поступала по трубам, протянувшимся вдоль дороги, соединяющей его с Северском. Когда наступило признание необходимости развития ядерной энергетики, перенос канального направления в гражданскую энергетику был обусловлен ограничениями Ижорского завода в производстве крупногабаритного оборудования, прежде всего корпусов для ВВЭРов. Так появилась Ленинградская АЭС (первый блок – 1973 г.) и ее аналоги с реакторами РБМК, давшие стране более половины электроэнергии, произведенной на АЭС.

Не менее органичным явилось внедрение в энергетику корпусных реакторов ВВЭР, шагнувших на сушу с борта АПЛ. Разница отечественного и, например, американского опыта связана только с тем, что им не удалось справиться с проблемами канальных реакторов, замененных в оборонной программе тяжеловодными, а в энергетике также корпусными, но, в том числе, с кипящим водным теплоносителем (BWR).

Попыткой специально оптимизировать реакторы для энергетики следует считать первое поколение газографитовых реакторов, в создании обширного парка которых наиболее преуспела Англия. Да так завязла в этом процессе, что приступила к смене технических вех только в конце прошлого века. По сути, повторив маневр Франции, также начинавшей с газографитовых реакторов, но основную ЯЭ создавшую на базе PWR. Причем, если в среднем капитальные затраты во Франции не слишком превышали 1000 $ за установленный киловатт, англичанам их корпусной первенец обошелся в три раза дороже. Как, впрочем, и еще более дорогостоящий заказ финнам: в экспорте французы затратами себя не стесняли.

Судя по ситуации в готовящейся активизироваться после длительной спячки ЯЭ, нас ожидает в ней мировой застой проектных и конструкторских решений. Чем такой застой во всех сферах жизни нашей страны закончился, мы знаем отлично. Инерционность процессов в ЯЭ означает неумение или нежелание признать, что за прошедшие годы условия ее развития кардинально изменились. Иной стала ситуация с топливообеспечением ЯЭ, требованиями к безопасности, отношением к высокоактивным отходам, распространению ядерного оружия.

Прежде всего, изменились представления о располагаемых запасах сырья. А.Петросьянц, в то время председатель Госкомитета по атомной энергии, еще Хрущева информировал, что основными в ядерной энергетике будут реакторы на быстрых нейтронах. Именно исходя из понимания ограниченности запасов урана. Позднее, на единственном в Москве мировом энергетическом конгрессе МИРЭК (кажется 1967 г.), выступал с докладом А.П.Александров, имея за спиной утверждение Славского: «У меня уран не для этих забав академиков». Защищая возможность развития ЯЭ, А.П. выдвинул гипотезу о равномерном распределении урана по земной поверхности, подталкивая государственное руководство к интенсификации разведки. Правильность научного предвидения академика блестяще подтвердят в дальнейшем изыскания наших геологов, возглавляемых Н.Лаверовым.

Директивы партийных съездов 70-х уже отражали изменения в государственной политике и ориентировали на ускоренное развитие ЯЭ с достижением к концу столетия установленной мощности 100 ГВт. Исполнительный Средмаш развил топливный цикл, соответствующий требованиям директив, но к своему распаду СССР подошел, имея суммарную мощность АЭС менее 35 ГВт. В частности и поэтому уранового сырья в стране оказалось достаточно, и дефицита не предвидится. Вновь напомним, что это только при своевременном переходе на преимущественное использование быстрых реакторов.

Изменение ситуации с сырьевыми запасами меняет и требования к параметрам быстрых реакторов. Если в 1950–1960 гг. исходили из необходимости обеспечить высокие темпы наработки плутония, а, следовательно, физические характеристики ориентировались на достижение коротких времен удвоения, то теперь могут быть подчинены другим задачам – безопасности, прежде всего.

И вновь о безопасности

Безопасности, которая после Три-Майл-Айленда и Чернобыля приобрела совершенно другое звучание. От неколебимой как до этих аварий, так и, например, катастрофы Челленджера, уверенности, что безопасность можно обеспечить инженерными методами, пришлось отказаться. Стало очевидным, что необходимо исключить в первую очередь не крупную по масштабам техническую аварию, а избежать, прежде всего, удара по массовому сознанию, избежать психологического эффекта, который, как показали послечернобыльские события, сам по себе способен стать причиной тяжелых заболеваний тысяч людей.

Такой подход к безопасности не может допускать в результате аварии ущерб больший, чем потеря собственно ядерного объекта, исключить необходимость срочной эвакуации окружающего населения. А, следовательно, должно быть исключено деление на проектные и запроектные аварии. Все события, не противоречащие законам природы, должны рассматриваться как возможные, учитываться проектом. Относится это не только к инженерным системам, но и к персоналу, а также осознанным террористическим действиям внутри объекта. Реакторы и АЭС, отвечающие этим требованиям (этап 3 на рис. 1), получили названия объектов «естественной безопасности».

Уникальность реакторов на быстрых нейтронах состоит в том, что они наиболее просто достигают требований естественной безопасности. Без всех удивительных метаморфоз, с помощью которых привычные нам реакторы PWR и BWR приобрели свойства «внутренне присущей безопасности».

Я с уважением отношусь к результатам разработок новых поколений реакторов с водным и натриевым теплоносителями во всем мире и РФ. Несмотря на то, что они сохраняют запасы реактивности, во много раз превышающие необходимые для разгона на мгновенных нейтронах (Чернобыльский сценарий). В них сохраняется возможность потери теплоносителя (Три-Майл-Айленд). Не исключены взрывы водорода и чреватые разрушением контуров охлаждения ударные волны. Давление теплоносителя и уровни температур требуют особой заботы о сохранении прочности конструкции. Пожароопасность натрия должна учитываться в сочетании с уровнем его наведенной активности, интеграл которой аналогичен чернобыльскому выбросу и без разрушения топлива. В контакте с водой натрий взрывоопасен.

И, тем не менее, усилиями физиков, конструкторов, проектантов, специалистов по системам управления, эти реакторы доведены до такого уровня безопасности, который в десятки раз превышает безопасность других технических объектов. В них сохраняется принципиальная возможность таких аварий, как на Три-Майл-Айленде, в Чернобыле или Уиндскейле, но вероятность аварий понижена по сравнению с предшествующими поколениями примерно на два порядка. Рассматривать их в качестве реакторов (и АЭС) с «внутриприсущей безопасностью» вполне допустимо.

В то же время, если мы ставим задачу для ядерной энергетики увеличить мощность на те же два порядка, то достигаем лишь прежней вероятности тяжелой аварии. Исключение самой возможности разгона реактора на мгновенных нейтронах, потери теплоносителя, его разложения с образованием водорода, горения и взрыва, снижения уровня давления, с одновременным повышением теплотехнических параметров представляются мне очевидными преимуществами. Ради достижения которых следует незамедлительно развернуть работы по сооружению сначала демонстрационной, а затем и промышленных АЭС естественной безопасности. Не слишком далеко углубившаяся в газовое направление Франция сумела на пороге развития крупномасштабной ЯЭ (~ 75% электричества в настоящее время) сменить вехи. Англия – дважды опоздала.

Сетевая пауза

Научное обоснование АЭС с естественной безопасностью выполнено более основательно, чем на заре ЯЭ обоснование используемых ныне реакторов. Технический проект реакторов выполнен. Продвинуты проектные работы. Есть ли у нас время или «газовая пауза» уже превратилась в «газовую удавку» и торопит сооружение новых генерирующих мощностей, не оставляя времени для развития нового направления?

Вспомним, что с распадом СССР в России осталось генерирующих мощностей на 214 ГВт. В пике потребления холодной зимой 2006 г. был достигнут расходный максимум подключения 150 МВт. Разница (какая она на самом деле одному Богу известно) составляет значительную величину. Из Энергетической стратегии России следует, что к 2020 г. страна планирует выйти на уровень потребления энергии, соответствующий советскому максимуму.

Из всего изложенного следует, что в энергетике страны нет и, при сохранении советского уровня мощностей, не предвидится дефицитов в генерации. А из практики, когда диспетчерскими ограничениями постоянно снижается использование блоков в одних регионах, при ограничении потребления и подключения новых пользователей в других – становится ясно, что первоочередной задачей является развитие сетевого хозяйства.

То, что при такой избыточности генерирующих мощностей практически не развит экспорт электроэнергии, является досадным просчетом государственного управления, а в техническом отношении – сдерживается теми же сетевыми проблемами.

Таким образом, в ближайшие 10–20 лет перед ЯЭ стоит задача замены блоков после исчерпания продленного до возможного максимума ресурса и расширения своей доли участия в существующей структуре генерирующих мощностей. Реализация Стратегии развития ЯЭ до 2050 г., одобренной правительством в 2000 г., вполне соответствует этим задачам. С одной необходимой ремаркой. Более 50% энергетического баланса занимает тепловая энергия (отопление и горячее водоснабжение). Упомянутая Стратегия должна быть дополнена с тем, чтобы подключить ресурсы ЯЭ к этому сектору.

Опыт благополучных стран, Англии например, показывает, что необходимо развитие параллельных сетевых возможностей. Это обеспечивает не только маневр генерирующими мощностями, но и выбор для потребителя поставщика энергии, исключение монополизма, повышение надежности энергоснабжения.

Концерн «Росэнергоатом» вполне мог бы последовательно расширять сферу своего бизнеса, выходя за пределы территории АЭС, приняв на себя для начала хотя бы сетевые хозяйства городов и областей в местах своего расположения. Высокий уровень квалификации персонала АЭС способен качественно изменить сервис для массового потребителя энергии. Одновременно и без социальных проблем решалась бы задача снижения численности персонала непосредственно на АЭС, превышающего уровень, например, в Японии или в Финляндии, в 4–6 раз.

Имея возможность вхождения в сетевой бизнес, концерн «Росэнергоатом» не может упустить из виду перспективы его создания на базе технологии сверхпроводимости, развиваемой, прежде всего, отраслевыми структурами.

Я верю прогнозам Черноплекова (РНЦ «КИ»), Шикова (ВНИИНМ), Филатова и Белякова (НИИЭФА), считавших в 2000 г. достаточным НИОКР в течение 10 лет при умеренном финансировании с тем, чтобы приступить к промышленному внедрению сверхпроводимости в магистральные линии электропередач. Тем более что в некоторых странах этот процесс уже начался.

Ориентация на сверхпроводимость позволит принципиально изменить подход к размещению АЭС и осуществлению экспорта электричества. Окажется возможным вновь, на новом уровне, вернуться к идее Доллежаля-Корякина (журнал «Коммунист», 1979 г., № 14) о создании энергетических комплексов. С размещением на одной площадке не только генерации, но и всех элементов топливного цикла, сведения к минимуму перевозки ядерных материалов.

ВАО, РАО и облученное ядерное топливо

Любая стратегия развития ЯЭ, тем более в послечернобыльский период, не может избежать необходимости дать ответ на вопросы, связанные с обращением с радиоактивными материалами, в том числе с облученным топливом и высокоактивными отходами.

Всем памятна возбужденная общественная реакция в связи с нашей настойчивостью в формировании и продвижении законов по обращению с облученным топливом и радиоактивными материалами. Конкуренты на Западе тоже занервничали. В чем только нас не обвиняли! Но виноваты, по-настоящему, мы в одном. Исторически не приспособленные к специфике формирования общественного мнения, мы не сумели донести до тех, кто способен слышать, разумные доводы. Их суть основана на великолепных научных результатах, полученных в послечернобыльский период коллективом физиков во главе с И.Х.Ганевым. Книги по расчету реакторов этого великолепного специалиста давно стали хрестоматийными для нескольких поколений специалистов.

Итоги выполненных Ганевым, Лопаткиным и другими расчетов уже многократно представлены на международных конференциях и опубликованы. Показано (рис. 3), что в условиях замкнутого топливного цикла быстрые реакторы вовлекаются не только в процесс наработки нового топлива, но и в такую трансмутацию элементов, при которой баланс радиоактивности Земли остается неизменным. На этом научном достижении основаны наши доводы о правомерности принять на себя облученное ядерное топливо тех стран, которые никогда не будут развивать у себя полного топливного цикла, а АЭС имеют или планируют построить.

То, что никто не поторопился завезти к нам свое топливо, как это утверждали господа Яблоков, Митрохин и Ко, неудивительно. Рынок в мире надо завоевывать, сам под ноги он не упадет. А вот что пять лет на этом поприще нет никаких успехов, вряд ли можно отнести к числу достижений. Если не иметь в виду, что сняли обеспокоенность зарубежных конкурентов.

Радиационно-эквивалентное обращение ядерных материалов в топливном цикле позволяет не только создать новые высокотехнологичные экспортные возможности. Развитие этого бизнеса позволит постепенно справиться с наследием тех лет, когда приоритетом ядерной деятельности были оружейные программы. Альтернативой является неизбежное отвлечение из бюджета средств на те же цели, которые могут быть достигнуты при оптимальной постановке отраслевого бизнеса за его счет.

Отраслевого – это не изолированные ТВЭЛ, Росэнергоатом и другие структуры, создание которых только закрепило бы распад отрасли. Ее единство определяет общий фундамент ядерной науки, общий топливный цикл и сосредоточенный в них потенциал. Разрезать его, означает расчленение живого организма, уже пострадавшего от беспардонного реформаторства начала 90-х годов, но еще способного к возрождению.

Господин Греф противился и задержал на 6 лет даже создание дееспособного Росэнергоатома. А предложенную еще в 1999 г. структуру Атомпрома называл не иначе, как монстром. Как же именовать тогда такие корпорации, как General Electric, Siemens, Areva, объем бизнеса которых в десятки раз превышает современные объемы производства того, что осталось от Средмаша?

Признавая процесс глобализации, развития конкуренции не только на национальном, но главное – международном рынке, мы планируем участвовать в нем одним «Газпромом»? Отдавая остальное по частям, как нефтянку – BP?

Только полноценная корпоративная структура с долговременным закреплением в собственности государства активов, без владения которыми не могут быть обеспечены национальные интересы, восстановит отраслевую дееспособность в новых экономических условиях.

О нераспространении

Осталось напомнить, что существенной частью сформированной в послечернобыльские годы Стратегии развития ЯЭ является технологическое обеспечение процесса нераспространения. До сих пор покоящегося на Договоре о нераспространении ядерного оружия, существование которого, к сожалению, не смогло предотвратить появления новых государств, владеющих ядерным оружием.

В то время как на начальной стадии создания ЯЭ было естественно воспользоваться уже созданными в оружейных программах технологиями разделения и обогащения изотопов, радиохимией, принципиально возможно постепенно и полностью отказаться от них в рамках рассматриваемой Стратегии. Предприятия топливного цикла в интересах ЯЭ могут использовать технологии, для производства оружейных материалов не пригодные. Попытки их преобразовать в привычные разделительные и радиохимические заводы поддаются эффективному обнаружению средствами космической разведки и могут быть пресечены более надежно, чем современные инспекции МАГАТЭ.

Еще в середине 1990-х гг. в наших публикациях содержалось предложение сосредоточить производство топливного цикла в небольшом количестве региональных, выведенных из юрисдикции отдельных государств Центрах с равноправным доступом к их продукции потребителей любых стран. Нечто подобное, но в менее привлекательном для Ирана варианте, предлагается и сегодня.

Выводы

Нельзя не признать, что инициированная А.Вейнбергом интеллектуальная работа по формированию новых подходов к развитию ЯЭ, получила наиболее полное развитие в трудах отечественных специалистов. Лидером этих работ является один из лучших в мире специалистов по физике реакторов В.Орлов.

В политическом плане итогом стала инициатива Президента РФ В.Путина на Саммите Тысячелетия в ООН (Нью-Йорк, 2000 г.). Законодательно возможность приоритетного развития высокотехнологичного бизнеса на глобальном уровне закреплена пока только в нашей стране.

Через 20 лет мы вправе считать выполненной миссию ядерного сообщества по осознанию уроков и формированию выводов из чернобыльской катастрофы. Трудами подвижников нашей стране выпала честь формирования такой Стратегии развития ЯЭ, которая открывает энергетические возможности устойчивого развития глобальной цивилизации.

Журнал «Атомная стратегия» № 22, май 2006 г.

назад

Материалы из архива

12.2008 Минэнергетики РФ разработало проект Энергетической стратегии страны до 2030 года

Министерством энергетики Российской Федерации разработан проект Энергетической стратегии России на период до 2030 года (ЭС-2030). Данный документ является не просто пролонгацией предыдущей стратегии до 2020 года, а формирует новые стратегические ориентиры развития энергетического сектора в условиях перехода российской экономики на инновационный путь развития, определенный Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации.

5.2006 Еще раз о причинах Чернобыльской аварии

Дмитрий Стацура, начальник отдела технической поддержки Представительства ЗАО «Атомстройэкспорт» в г.Ляньюньгане, Китай, e-mail: statsuradmitriy@rambler.ru В последние годы появилось большое количество публикаций, посвященных причинам аварии на Чернобыльской АЭС. Обсуждение этого вопроса продолжается с 1986 года, и до сих пор не сложилось общего мнения. Хотя имеется ряд экзотических гипотез...

12.2007 РЕТРО энергичного АТОМА - «сказка - быль, да в ней намек»

По случаю 87-й годовщины плана ГОЭЛРО, 41-го по счету празднования дня Энергетика и в честь тридцатилетия атомной энергетики Украины. Может быть, нам все-таки, следует научиться обращать внимание на кажущиеся мелочами обстоятельства. Во-первых, говорят, что мелочей не бывает вовсе. Во-вторых, на практике убедились, что любое хорошее с виду начинание губится именно мелочами.