Формула инициативы

На Саммите Тысячелетия Президент Российской Федерации В.В.Путин выступил с инициативой по энергетическому обеспечению устойчивого развития человеческого общества, кардинальному решению проблем нераспространения ядерного оружия и экологическому оздоровлению планеты. По сути дела наш Президент предложил Западу объединить усилия и при посредничестве МАГАТЭ начать создавать новую ядерную энергетику без обогащения урана и без оружейного плутония. С момента озвучания этой инициативы прошло пять лет. Что же сделано в научном атомном сообществе для ее реализации? О химических аспектах этой задачи и других исследованиях в области радиохимии мы беседуем с профессором, доктором химических наук, заведующим лаборатории Радиевого институт им. В.Г.Хлопина  Д.Н.Суглобовым.

– Дмитрий Николаевич, на чем основывалось с вашей точки зрения столь смелое заявление В.В.Путина в обращении к мировому сообществу и какими научными проработками оно подтверждается?

– В ХХI век человечество вступает с грузом трудноразрешимых региональных и глобальных проблем, связанных с усилением влияния деятельности человека на экологическое здоровье планеты. Одна из них – возможное воздействие на климат вследствие нарастающего количества выбросов одного из наиболее активных парниковых газов – двуокиси углерода, образующегося при сжигании органического топлива. Рост народонаселения и соответствующего энергопотребления в ближайшей перспективе может привести к необратимым и весьма быстрым изменениям во всей биосфере. На сегодняшний день единственным мощным и способным к умножению источником концентрированной энергии, не порождающим углекислый газ, является ядерная энергия – энергия синтеза гелия из дейтерия и трития и энергия деления ядер тяжелых элементов (гидроэнергетика близка к исчерпанию), причем в настоящее время лишь последняя более-менее освоена человеком, тогда как  энергия ядерного синтеза явно запаздывает в силу большого числа нерешенных технических проблем. При этом ядерная энергетика является источником наиболее экологически чистой энергии (и это доказано научно). Поэтому обращение В.В.Путина к ядерной энергии как к энергетическому будущему человечества является естественным.

Нам известны два топливных цикла ядерного деления: уран-плутониевый и торий-урановый. На начальном этапе развития атомной энергетики и в США и в СССР предпочтение было отдано первому из них, позволявшему одновременно или параллельно нарабатывать ядерную взрывчатку – оружейный плутоний для создания оружия устрашения-сдерживания. И в дальнейшем подавляющее количество научных и инженерных разработок было посвящено именно уран-плутониевому циклу. Но накопленный опыт работы показал, что этот цикл далек от идеала. Реакторы на тепловых нейтронах «сжигают» уран-235, которого в природе мало, и уже сейчас виден конец его исчерпанию. Поэтому неизбежен переход на реакторы-размножители или реакторы-конвертеры на быстрых нейтронах, эксплуатация которых порождает множество технических проблем, и главная из них -  что делать с нарабатываемыми «грязным» плутонием, америцием и кюрием. Если захоранивать, то на сотни тысяч и миллионы лет, на что трудно решиться. Если сжигать дальше, то необходимы дорогие химические переделы, в свою очередь порождающие опасные радиоактивные загрязнения.

Я полагаю, что нужно внимательнее присмотреться к торий-урановому топливному циклу. В 50–70-е годы в США и в СССР (ИАЭ) была продемонстрирована его реалистичность и показано, что в варианте гомогенного жидкосолевого реактора с непрерывным удалением основных нейтронных ядов он по всем ключевым критериям «выглядит» существенно привлекательнее, чем уран-плутониевый цикл. Такой реактор работает в условиях очень низкой избыточной реактивности, что, наряду с высоким отрицательным значением температурного коэффициента реактивности,  обеспечивает естественную ядерную безопасность. В нем нарабатываются в десятки и сотни тысяч раз меньшие количества трансурановых элементов, нет нужды в твэлах. Одновременно с синтезом делящегося изотопа урана-233 нарабатывается примесный уран-232 с жестким гамма-излучением, что решает проблему защиты от несанкционированного доступа к ядерным материалам. Наконец, возможен режим, когда кампания облучения может продолжаться без перегрузки топлива до 30 лет непрерывной работы с периодической подпиткой реактора  торием. Однако следует признать, что в силу плохой изученности здесь можно ожидать наличия всяческих «подводных камней» особенно в плане конструкционных материалов. В мире немало энтузиастов торий-уранового цикла. Есть они и в России. Так, в Петербурге действует инициативная группа во главе с Р.М.Яковлевым,  объединяющая сотрудников Радиевого института, Военно-морской академии им. Н.Г.Кузнецова, СПбГУАП и других учреждений. Но для плодотворной деятельности необходимо серьезное финансирование, на что пока

государства не решаются.

– То есть политическое заявление президента РФ основано на достаточно добротной научной базе?

– Да, несомненно. Уже на базе существующей аксиоматики, отраженной в Белой книге атомной энергетики, выпущенной НИКИЭТом в 2001 г., вполне можно разворачивать активную работу по развитию атомной энергетики в России после затянувшейся стагнации.

– Дмитрий Николаевич, а какими исследованиями занимаются сотрудники вашей лаборатории?

– В Радиевом институте я появился в 1958 г. (поступил в аспирантуру) и еще застал многих из «старой гвардии», знаменитых ученых, которые участвовали в осуществлении русского атомного проекта, Ратнера, Полесицкого, Зива, Старика, Толмачева, Гринберга, Ушатского, Никольского. Директором института в то время был член-корреспондент АН СССР Виктор Михайлович Вдовенко, в лаборатории которого я и работал. Лаборатория кишела молодыми амбициозными талантами. И, когда Виктор Михайлович, заболев, отошел от дел, она разделилась на несколько лабораторий, одну из которых, а именно, «лабораторию фундаментальной радиохимии» я возглавил (1973 г.). В сфере наших интересов лежали закономерности изменения характеристик химических связей в сериях сходных по структуре соединений актинидов в высших степенях окисления и их проявление в электронных и колебательных спектрах, формы комплексов в водных и органических растворах, фазовые равновесия, термодинамика химических превращений, одним словом, вопросы базовой химии, лежащей в основе технологических процессов, разрабатываемых в институте, особенно процессов жидкостной экстракции. За эти исследования я в составе коллектива замечательных ученых во главе с академиком Виктором Ивановичем Спициным получил государственную премию (1986 г.).

Позже значительное внимание было уделено синтезу и изучению свойств летучих комплексов актинидных и лантанидных элементов и технеция, полезных в аналитической химии, для получения пленок их неорганических соединений и других целей. За этот цикл работ сотрудники лаборатории были удостоены именной Премии Академии наук (Суглобов, Сидоренко, Легин,  премия им. В.Г.Хлопина, 1995 г.). Что касается технеция, то мы были участниками проекта по нанесению покрытий из металлического технеция на ответственные части конструкций, работающих в море, чтобы предотвратить их обрастание морскими организмами, и создали технологию нанесения таких покрытий путем терморазложения паров карбонилов технеция. Но в связи с перестройкой эти работы были свернуты. В настоящее время работу с карбонилами технеция мы ведем в интересах ядерной медицины. Соединения этого класса оказались перспективными предшественниками для введения «главного» медицинского изотопа технеция-99m в  биомолекулы, имеющие селективное сродство к разным тканям живого организма. Накопление биоконьюгата в тех или иных внутренних органах позволяет проводить их эффективную диагностику по излучению встроенного радиоизотопа.

Очень важное направление, развиваемое в лаборатории – изучение закономерностей миграции радионуклидов (в том числе, таких опасных, как плутоний, стронций, цезий) в почвах. Их необходимо знать для долгосрочного прогноза изменения радиационной обстановки на зараженных радиоактивностью территориях и для выработки рекомендаций по активизации процессов их самоочищения. Группа сотрудников во главе с Е.К.Легиным, которая разрабатывает это направление, пришла к удивительному выводу, что главной движущей силой миграции является жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, которые в переувлажненных почвах переводят железо(III) в более растворимое железо (II), при этом приуроченные к железу радионуклиды переходят в подвижную форму.

Следует назвать также группу Ю.А.Барбанеля, которая “держит в руках” уникальную высокотемпературную спектроскопическую методику изучения химического состояния актинидов и лантанидов в солевых расплавах, что исключительно важно знать, например, для тех же гомогенных жидкосолевых реакторов, или для «неводных» методов переработки облученного ядерного топлива.

Конечно, мы как держатели очень важных в химии спектроскопических методик, наряду с проведением своих исследований, стараемся помогать разбираться радиохимикам-технологам в их бесчисленных химических проблемах. 

Под конец отметим, что уже много лет подряд сотрудники лаборатории готовят к печати главный для радиохимиков страны научный журнал «Радиохимия» на русском и английском языках, выпускаемый издательством МАИК-наука (кстати, в нем охотно печатаются и многие зарубежные авторы).   

Вообще нужно сказать, что в Радиевом институте работает много ярких, талантливых людей, которые вносят значительный вклад в развитие атомной отрасли страны. Мое глубокое убеждение состоит в том, что без радиохимии атомной энергетике (в широком смысле слова, включая наработку и использование в народном хозяйстве радиоактивных изотопов и радиоэкологию) не обойтись, поскольку минимум 50% ее проблем – проблемы химические, материаловедческие.

– Большое счастье, когда ты окружен талантливыми людьми и  занимаешься любимым делом. Работа как увлечение всей жизни, а не «отбывание номера» – это самый лучший подарок к юбилею. Дмитрий Николаевич, мы присоединяемся ко всем вашим многочисленным коллегам, друзьям и учениками и поздравляем вас с юбилеем.

материал подготовлен Т.Девятовой

назад

Материалы из архива

10.2006 Искать точки соприкосновения

Мухтар Джакишев, президент Национальной атомной компании «Казатомпром» Дефицит уранового сырья заставляет ведущие мировые ядерные державы все чаще поглядывать в сторону Казахстана. Бывшая республика Советского Союза занимает второе место в мире по запасам урана, третье – по добыче. Выиграв судебный процесс по антидемпинговому разбирательству с американской компанией USEC, Казахстан, в отличие от России, продает уран в США по свободным мировым ценам.

9.2009 Принцип финансиста: ''Не навреди''

Николай Соломон, заместитель генерального директора по финансам ГК "Росатом": - Одна из стратегических целей нашей госкорпорации состоит в достижении максимальной эффективности управления... Нам требуется адекватный времени и новым задачам механизм управления… Необходимо добиться, чтобы принятые у нас технологии управления, особенно на самом верху, соответствовали общему высочайшему технологическому уровню нашей отрасли…

9.2009 АЭС – не игрушка

Владислав Егоров, депутат Законодательного собрания Нижегородской области: - Есть ли у российского правительства силы, энергия, воля для того, чтобы еще и создавать что-то новое, наукоемкое, технологичное и обеспечивать при этом безопасность граждан? У меня очень большие сомнения, что российская власть обладает сегодня этими качествами. Поняв это, граждане вправе не доверять ей в этом вопросе, поскольку при том развале научной и технологичной системы, который мы сегодня наблюдаем, нет никаких гарантий безопасности эксплуатации атомной станции.