О чем другие молчат-III сезон: Замкнутый Ядерный Топливный Цикл – 07.10.2020

Я огорчён - большая тема не поместилась в формате одного часового ролика, поэтому на Спутнике разбили тему на две части. Здесь максимально просто рассказывается о причинах возникновения идеи ЗЯТЦ. Если кто-то не рылся в анналах АШ и не видел статьи Анпилогова на эту тему - сгодится для ознакомления.

В конце, по традиции, Борис Леонидович Марцинкевич ответил на несколько вопросов от зрителей канала на разные темы.

Тема: Замкнутый Ядерный Топливный Цикл.

Ведущие:

МК — Марат Касем.

БМ - Борис Марцинкевич.

 

МК:

- Седьмое октября 2020 года, 15 часов и 19 минут в Москве, это прямой эфир программы «О чём другие молчат. Для вас работает Марат Касем, ну и конечно, наш главный герой, соведущий и помимо всего прочего, главный редактор журнала «Геоэнергетика.RU», о котором было тоже много вопросов, мы вначале чуть-чуть скажем об этом, Борис Леонидович Марцинкевич, которого я рад приветствовать.

БМ:

- Всем добрый день.

 

МК:

- Я бы хотел начать с того, что нам пришли на почту несколько писем относительно проекта «Геоэнергетика», спрашивают люди, что случилось, действительно ли он закрыт. Буквально пару слов, если можно, об этом.

БМ:

- Проект «Геоэнергетика.RU закрыт, это правда. Четыре года он отработал. На голом энтузиазме, конечно, можно было держаться и дольше, но всему свой срок.

Когда мы его придумывали, нам казалось, что проект будет востребован, но видимо это не тот формат, видимо что-то надо делать иначе. Можно, конечно, философствовать по этому поводу, но так или иначе, этот этап закончился. Что будет дальше — посмотрим.

 

МК:

- У нас сегодня заявленная тема, о которой зрители нас просили неоднократно, и даже победитель прошлой программы, Павел Попов, который задал, на твой взгляд, лучший вопрос, тоже был связан с этим. Кстати говоря, Павел уже получил наши подарки. Он из Санкт-Петербурга, наш зритель. И вообще на протяжении всех наших программ, которые были, зрители постоянно спрашивали именно об этом.

Поскольку я тебя знаю не первый день, знаю, что ты не пылал энтузиазмом браться за этот вопрос, потому что тема довольно сложная с технической точки зрения, и у тебя были, думаю, сложности, как сделать её удобоваримой и понятной для несильно подготовленных зрителей и слушателей. И один из таких, кстати говоря, находится сейчас рядом с тобой. Да, выпускник РУДН, по специальности политология, ваш покорный слуга. Однако, обычно здравый смысл подсказывает, о чём будет идти сегодня речь.

Замкнутый Ядерный Топливный Цикл. Ядерное топливо, как известно — это уран, который добывают из руды. Значит ты, как-то коснёшься именно добычи урана, темы, которую многие опасаются, наслушавшись всяких страшилок про урановые рудники, про то, как туда сгоняли и так далее. Ядерное топливо напрямую из руды произвести невозможно. Значит, ты расскажешь ещё и про то, как руда становится топливными таблетками. Ещё в названии имеется слово «замкнутый», то есть речь пойдёт, скорее всего, о том, что топливо, побывавшее в ядерном реакторе, каким-то образом перерабатывают, чтобы его снова было можно отправить туда же в ядерный реактор. Что скажешь, как оценишь такие размышления политолога, много ли я ошибок сделал в своих рассуждениях и лёгких выводах?

БМ:

- На самом деле достаточно твоей логики, чтобы все основные моменты перечислить. Абсолютно правильно, единственное, что в связи с особенностью того, что происходит в активных зонах ядерных реакторов, переработка там имеет два направления: одно дело переработать то топливо, которое можно использовать ещё раз, другое дело, что делать с теми остатками, которые вообще использовать нельзя, что являются действительно «радиоактивными ядами», так скажем, всевозможными. Так что нет — логика не подвела.

МК:

- Раз уж логика меня не подвела, сделаю ещё один вывод: рассказ коротким не получится, уж слишком много, как мне кажется составляющих. Особенно с учётом того, что во всех этапах Замкнутого Ядерного Топливного Цикла присутствует та самая радиация, которая многим из нас кажется чем-то запредельно опасным, собственно, одна из программ у нас была посвящена как раз-таки радиации. Это я говорю для зрителей, они могут это найти в нашем плэй-листе.

Правильно ли я понимаю, что рассказывать ты будешь не только об этапах этого, так называемого, ЗЯТЦ, но и о том, как именно обеспечивается радиационная безопасность на каждом этапе?

БМ:

- Разумеется, потому что, на самом деле, вопрос, главная проблема, которая стоит перед всеми профессионалами атомной энергетической отрасли - это именно ядерная безопасность. Не только выработка электроэнергии. Современная идеология: в природу должно вернуться ровно столько радиоактивности, сколько мы её извлекли при добыче урановой руды. Так что да, поскольку это вопрос важный, я не думаю, что мы с тобой сможем уложиться в одну передачу, но попробовать нужно.

МК:

- Ну что ж, тогда мне остаётся только одно: дать тебе слово, не прерывать, если только ты не перейдёшь на формулы ядерных и химических реакций. Вам слово, товарищ Маузер, как говорил Владимир Владимирович Маяковский. Прошу.

 

БМ:

- Давайте начнём по порядку. Если речь идёт о топливе, то действительно необходимо начинать с азов. Геоэнергетика — специальная наука, которая рассказывает о том, что происходит на планете под названием «Гео», Земля.

Урановые руды, их не так много, месторождений, которые экономически целесообразно разрабатывать. Уран, как любое другое топливо тоже котируется на международных биржах, у него тоже есть какая-то спотовая цена. И если себестоимость добычи урана значительно превышает эту цену, месторождение просто не трогают, ждут, повышения цены.

Урановые руды условно подразделяют на «бедные» и «богатые». Если в горной породе менее 0,1 процентов урана — это бедная руда, а если выше одного процента – руда богатая. Исторически сложилось так, что сначала разрабатывались совсем уж богатые месторождения на территории Канады, и сейчас ещё не до конца выработаны месторождения, где урановой руды от 14 до 18 %. Тот уран, из которого была создана первая атомная бомба, первая, как урановая, так и плутониевая бомба, сделано это было в США, сделано это было из урана, добытого на территории бельгийского Конго, о той руде теперь уже можно только вспоминать, потому что 60% содержания, я не знаю — богатая, сверхбогатая, «рокфеллеровская» руда или ротшильдовская, уж не знаю? Сейчас такого, к сожалению, уже нет, то есть приходится работать с тем, что есть.

В Советском Союзе, в своё время, первый завод по добыче и переработке урановой руды был построен в городе Силламяэ, на территории Эстонской Советской Социалистической Республики. Добыча шла из, тк называемых, чёрных горючих сланцев — они действительно такой вид имеют. Содержание урана там было 0,03 %, то есть, совсем уж бедненькая. Но тем не менее, даже это пытались использовать. Другое дело, что там потом остановились. Были найдены более богатые руды на территории, прежде всего, Германской Демократической Республики, Народной Республики Болгария, Польской Народной Республики — такой, вечер ностальгии...

Какие этапы добычи? Раз мы говорили о страшных вещах, то давай представим, что уран добывается в шахте. Это самое страшное, вот те самые «урановые рудники». Ручного труда там осталось немного. Естественно, присутствие человека нужно, добывается он, как любая другая руда. Бурится соответствующее отверстие, закладывается взрывчатка, взрывается. При этом, поскольку 97,29 % природного урана — это уран 238 с периодом полураспада 24 млрд лет, он практически не радиоактивен. То есть, все эти рассказы, о том, что что-то страшное происходит — это «в пользу бедных», так скажем, в пользу любителей Стивена Кинга. Да, есть опасность, которую создаёт газ радон, радиоактивный — один из продуктов распада. Понятно, что период полураспада миллиардами лет исчисляется, но тем не менее, какое-то количество распадается ежедневно, ежечасно. Если газ накапливается в подземных штольнях, он действительно может попасть и в лёгкие, и на слизистую оболочку и так далее, поэтому одним из первых правил безопасности: после взрыва нужно подождать, пока осядет вся пыль. Второе правило безопасности: что во всех урановых шахтах - очень серьёзная система вентиляции, чтобы радон ни в коем случае не накапливался. И третий момент, это разумеется, специальные респираторы, так называемые «лепестки», которые позволяют задержать пыль радиоактивную, служат очень хорошим фильтром. Так что, на самом деле, все разговоры о том, что урановые рудники чрезвычайно опасны для здоровья — это дезинформация. Второй момент: рассказы о том, что в годы послевоенные, когда уран требовался как можно быстрее, туда отправляли несчастных узников ГУЛАГа, которые там умирали сотнями тысяч или миллионами — уж не знаю, до чего дописались — тоже неправда, потому что там, где появляется необходимость работать со взрывчаткой, где необходимы повышенные меры безопасности, низкоквалифицированные специалисты из числа узников ГУЛАГа, просто невозможно использовать, вне зависимости от всего прочего. Они действительно использовались, но хватало мест для работы на поверхности, необходимо было устанавливать крепень, необходимо было работать с отвалами — вниз их никто не допускал.

Если пройтись по этапам - ну вот добыли эту руду. После взрывов это какие-то крупные глыбы. Где-то там, внутри них, что-то находится. Первый этап переработки — это радиографический анализ, то есть обнаружить те куски породы, которые вообще хоть какой-то интерес предоставляют, что в них уран есть. На втором этапе найденные куски после первого этапа селекции просто дробят, чтобы они были мелкими, чтобы с ними было удобнее работать. Дальше начинается этап выщелачивания так называемого. Грубо говоря, эти куски породы, раздробленные, обрабатывают кислотами серной и азотной. Для того, чтобы вот в эту кислоту, в эту щелочь, которая образуется, был вытянут весь уран, который там имеется.

Дальше начинается сплошной праздник дедушки Менделеева. В работу вступают химики. Поскольку работают они с радиоактивным веществом, это так называемые радиохимики. Полученная щёлочь поступает в переработку. Следующий этап — это абсорбция. Специальные фильтры, чтобы выделить уран уже в твёрдом состоянии, с жидкостью работать неудобно. Дальше происходит, тк называемый, аффинаж, при помощи бикарбоната аммония и прокаливания. После прокаливания получают то, что является конечным продуктом для горнорудной части добычи урана, так называемая, закись-окись урана или жёлтый кек, действительно имеет цвет, как этот стол в обычных случаях, но бывают и другие оттенки. Зависит от того, насколько богатая руда. Вот с этим уже можно работать, его удобно транспортировать, радиоактивность у него абсолютно природная, то есть, по прежнему, там 235-го урана, который радиоактивен, ровно столько же, сколько в руде было, ни больше, ни меньше. Его действительно транспортируют, транспортируют туда, где идёт обогащение урана по содержанию урана 235.

То есть, если добыча, главная добывающая мощность Росатома — это Забайкалье, город Краснокаменск, вот там получен этот жёлтый кек и его перевозят на один из четырёх имеющихся у России обогатительных комбинатов. Если кто-то забыл, могу напомнить, что обогащение у нас идёт на Уральском химкомбинате, в Зеленогорске на электрохимическом заводе, на Красноярском горнохимическом комбинате и до последнего времени шло обогащение на Сибирском химкомбинате в городе Северск Томской области. Хватает у нас этого.

Хорошо, мы получили порошок — как его обогащать? Обогащать в газовых центрифугах, центрифуги, они потому и называются «газовые»... Соответственно, эта закись-окись урана поступает в руки химиков, которые его превращают во фторид урана. Фторид урана хорош тем что... Ну, как лёд превратить в пар? Его нагревают, получают воду, вода кипит, испаряется. Фторид урана — это единственное химическое соединение, которое позволяет миновать жидкую фазу. То есть твёрдое вещество при нагреве до порядка шестидесяти градусов сразу становится газом. Не надо связываться с жидкостью. И вот этот газ, фторид урана, поступает в газовые центрифуги. Обогащение до энергетического состояния, не до оружейного — это обогащение до, как минимум 2,5 %. То есть в природном 0,7% - прокручиваем в газовых центрифугах. Но в обычном случае, обогащение сейчас идёт до пяти процентов, потому что такое обогащение требуется в активной зоне водно-водяных реакторов, наиболее распространённых сейчас, рабочая лошадка атомной энергетики.

Вот получен газ, в котором содержится уран, в составе которого изотопов 235 в несколько раз выше, чем в природном. Это уже намного интереснее. Но помещать газ в активную зону реактора ни малейшего желания... технологически совершенно неудобно, поэтому фторид урана превращают теперь уже в оксид урана, UO2, и вот это становится топливными таблетками, после того, как это поступает на Машиностроительный завод в городе Электросталь или в Новосибирский завод химических концентратов. Название, как вы понимаете, сохранилось по доброй традиции с той поры, когда у нас всё было секретно, когда названия должны были прежде всего обеспечивать не то что секретность, а вообще невозможность понять, что происходит. Допустим, обогатительный комбинат в Красноярске-26 - «Горнохимический комбинат». Что он там обрабатывает? То же самое и Новосибирский завод химических концентратов. Какие там концентраты, что за химия? Но название — есть название. Завод, на котором производились приборы, необходимые для ядерной энергетики, для атомного проекта, называется "Приборостроительный завод". Честное название, но оно ни о чём не говорит.

После того, как получены эти таблетки, диаметр один сантиметр, толщина от одного сантиметра до полутора - для разных типов реакторов они разные - «спекание» таблеток идёт при помощи вибрации, уплотняют этот порошок оксида урана. Это происходит в Электростали и там же формируются ТВЭлы. Тепловыделяющий элемент. Тонкие трубки из сплава циркония с ниобием, в которые вставляется всё это дело. Вот так мы получаем топливо для атомных энергетических реакторов. Собственно говоря, точно также топливо получаем и для исследовательских реакторов. Всё зависит от той степени обогащения, которая требуется, но наши газоцентрифужные технологии позволяют любую концентрацию газа выдать, любую степень обогащения.

Вот теперь начинаем задумываться. Этапы работы на горнодобывающих предприятиях Росатома, понятно, что сейчас шахтный метод добычи используется далеко не всегда, наиболее щадящий — это подземное скважинное выщелачивание, так называемое, где нет никаких отвалов, где не извлекается порода, где не возникают дыры в земле. Это в рудном поле есть горизонтальное отверстие, в него вставляются трубки, сквозь них прогоняется всё та же серная кислота, которая проходя сквозь породу, собирает на себя весь уран: забрали — и т. д. Экологи неразумные кричат, что это невероятно опасно, экологи разумные помнят, что когда говорят, что прокачивается серная кислота — это подразумевается, что прокачивается раствор серной кислоты, в которой серной кислоты 2%. Какая тут экологическая опасность — сказать сложно.

Но тем не менее, там шесть этапов обработки. Сначала отобрать крупные куски, потом раздробить, потом обработать кислотой, потом обработать — ну и т.д. Это всё достаточно дорого, достаточно хлопотно. Полученный жёлтый кек доставлен на обогащающие мощности, превращён во фторид урана. Ну достаточно условно: в центрифугах за номером один поступает тот самый фторид урана, где содержание изотопа 235 такое же, как природе и было, 0,7%. Вращается центрифуга и урана 235 становится, условно, 0,8%. Газ, где обогащение произошло, переходит на следующую ступень. В первой ступени остаётся уран 238, в котором 235 стало ещё меньше, чем было в природе. Делать с ним особо нечего, его, грубо говоря, снова можно выкачать, охладить, сделать снова порошком, загрузить в специальную ёмкость и хранить. На второй ступени каскада обогащения происходит, условно, обогащение от 0,8 до 0,9%, рабочий газ поступает на следующую ступень, здесь опять остаётся газ, в котором уран 238 и уран 235, которого ещё меньше, чем в природном уране. Это снова мы выкачиваем, снова превращаем в порошок, снова начинаем хранить. И так далее. То есть на каждой ступени обогащения урана по содержанию изотопов 235 остаётся огромное количество урана 238.

По последним данным, ну я не освежал особо, по состоянию на 2016 год... Не буду сейчас искать, в общем, счёт этого обеднённого урана идёт на миллионы тонн. Возле каждого обогатительного завода, какие бы они не были: газодиффузионные, газоцентрифужные - просто залежи вот этого урана. В России шло обогащение, в Америке, значит - он лежит в Америке, на территории Англии шло обогащение, значит он лежит на территории Англии, во Франции, теперь в Китае. Как это: подлые расхитители социалистической собственности. Лежит материал, лежит годами, тот, который надо было добывать в шахтах, карьерах, подземным выщелачиванием, обрабатывать, перевозить — вот лежит и лежит. Что уже, собственно, не является особо рациональным.

Понятно, что основные количества вот этого обеднённого ОГФУ (обеднённый гексафторид урана), основное его количество накапливалось за годы Холодной войны, то есть когда шла вот эта ядерная гонка, когда необходимо было добиваться обогащения урана до оружейной чистоты, то есть до 90%, то есть 238-го там просто фантастическое количество. Выбрасывать его просто, не использовать, продолжать хранить, в конце-концов даже хранение денег требует. Поэтому, мысль о том, что это как-то неправильно, что его надо бы как-то использовать , они возникли изначально, когда пошли первые этапы обогащения.

Не могу не коснуться этой истерики, которую продолжают раздувать, так называемые экологи, о том, что из Европы в Россию везут обеднённый уран, это называют радиоактивными отходами, ещё какие-то ужасы рассказывают, о том, что мы все обязательно умрём, вся Россия будет радиоактивна заражена и прочее-прочее. Мне бы конечно, очень хотелось, чтобы те, кто подобного рода сведения распространяет, а это — заведомая клевета, причём как на заказчика, т. е. Европейские компании, так и на Росатом, несли уголовную ответственность. Потому что это — распространение заведомо ложной информации. Отходами является то, что не подлежит переработке. Поскольку поступающее сырьё для Росатома с его технологиями — это именно сырьё, это не является отходами, поскольку изначально продукт называется ОГФУ, обеднённый гексафторид урана, радиации в нём меньше чем это было изначально в природе, в природной руде — это второй этап вранья. И третий этап вранья — что может что-то произойти в связи с тем, что это именно фторид урана. Фтор является достаточно химически агрессивным веществом, есть статистика, говорящая о том, что ни разу никаких происшествий с ОГФУ не было ни в одной стране мира, потому что это просто порошок. По нашим железным дорогам возят те же кислоты , химические удобрения - куда как более опасный грузы. Мало того, перед каждой такой отправкой проходит проверка, не только компании-отправителя, но и государственный надзорный орган. И лица, заявляющие, что это является радиоактивным химически-опасным отходом, обвиняют в совершении преступлений два государственных атомных надзорных органа, в данном случае Федеративной Республики Германия и Российской Федерации и, как минимум, две компании: отправитель и получатель. Это что касается всевозможных уголовных вещей.

Что касается того, зачем это вообще ввозится. Технология обогащения урана по содержанию урана 235, используемого в Европе компанией Urenko и технологии, которые разработаны в Советском Союзе и сейчас продолжают совершенствоваться каждый год, которые используются Росатомом, они немножко разные. В ОГФУ, который складируется в Европе на обогатительных мощностях, содержание урана 235 составляет 0,3%. Природная — 0,7, в результате их обогащения, грубо говоря, половину урана 235 вытащили, со второй половиной они сделать ничего не могут, это у них лежит в виде отходов. Технологии Росатома позволяют в ОГФУ оставить содержание урана 235 0,1%. То есть, для нас — это сырьё. Привезли сырьё, в котором содержится 0,3%, после переработки остаётся 0,1%. Есть та разница, которая представляет собой товар, товар поставляется обратно поставщику, доводят его до нормального состояния и получают за это деньги, нам остаётся всё тот же ОГФУ, в котором содержание урана 235 — 0,1%. Хранится это на площадках Росатома, сейчас монтируется уже вторая установка, которая переводит ОГФУ в оксид урана, чтобы название «фторид» никого не пугало, и уж в таком виде его можно хранить бесконечное количество лет, в соответствии с периодом полураспада урана 238 счёт идёт на миллиарды лет. То есть безопасность обеспечена на всех этапах, от момента отправки, создания , так сказать, тары, которую предстоит перемещать, специальные стальные бочки, есть целый ряд технических условий, которым соответствуют эти изделия во время транспортировки, во время хранения, то есть безопасность каждый раз соблюдается достаточно аккуратно.

То есть, пункт первый, о чём я хотел сказать, что возле всех обогатительных комбинатов сейчас по всему миру в тех странах, которые являются официальными членами оружейного ядерного клуба, так назовём, накоплены очень большие количества обеднённого гексафторида урана. Европейский мы можем переработать, если будут заказы, если у них деньги на это есть, мы можем сделать, но количество изменится не очень сильно. С 0,3 до 0,1 там не сильно много извлекать надо. То есть был первый пункт озабоченности, что нужно как-то этот материал использовать. Слишком дорог он при его добыче, транспортировке, обработке и т. д : закись-окись превратить во фторид, прокрутить на всех центрифугах, опять превратить в порошок, запаковать — ну вот жалко, просто жалко, потому что экономическая целесообразность должна быть. Понятно, что когда шла ядерная гонка — особо не до неё. Но сейчас настало время, когда пора задуматься и о деньгах. Это что касается первой части появления того, что используется в ЗЯТЦ. Разработчики, идеологи ЗЯТЦ, первое о чём задумывались - об этих горах 238-го урана в том или ином химическом соединении, которое уже добыто, очищено от пустой породы, химически обработано, доставлено и лежит, с ним явно нужно что-то делать. Это было первое соображение.

Не утомил?

 

МК [сонно]:

- Нет, пока что очень интересно.

БМ:

- Пока, вроде бы ничего выдающегося.

МК:

- Пока понятно, что самое главное!

 

БМ:

- Вторая часть, над чем стоит задуматься, это что, собственно происходит в активной зоне реактора после того, как в него поместили вот то самое урановое топливо. Трубочки — тепловыделяющие элементы, о которых я говорил, — собирают в пучки. Физики — не химики, они обычно используют простые слова. ТВС — тепловыделяющая сборка. Почему? Потому что туда собраны ТВЭлы — тепловыделяющие элементы. Всё совершенно логично. В реакторах советского, российского дизайна сечение ТВС — это соты, причина — это потому что максимально приближено к кругу. Реакторы западного дизайна — это квадраты. ТВС собраны в квадраты. Почему они пошли по такой технологии сказать сложно, но так или иначе пошли. В таком виде это помещается в активную зону ядерного реактора. Топливная кампания на современных реакторах, на современном виде топлива составляет восемнадцать месяцев. Вот что там, внутри, в течение этих восемнадцати месяцев происходит?

Процессов там много, если начинать со школьного: нейтрон ударил в ядро урана, оно развалилось на осколки, появилось два свободных нейтрона, они ударили... И так далее. Это всё понятно, но всё это касается исключительно урана 235-го. 238-й ударяй — не ударяй, разваливаться он не желает. Это некий балласт. Допустим, если брать обогащение до 3,3% по урану 235... Что такое обогащение на 3,3%? В этом топливе, в «одной тонне» будем считать, 967 кг урана 238, который не участвует в ядерных реакциях и 33 кг урана 235. Замечательно. Предположим, что мы надели свинцовые бахилы, свинцовые трусы, в три слоя напялили противогаз, ещё что-то... Взяли пинцет и пошли разбирать, что же у нас в тонне облучённого ядерного топлива. Тонну загрузили, тонну выгрузили, высыпали на простынку и ходим собираем.

Урана 238 изначально было 967 килограмм, если перебрать в том, что получилось после облучения, его там будет 943 килограмма. Потому что несмотря на то, что «медленные» нейтроны 238 уран принимает неохотно, но время от времени с ним это происходит. Но ядро урана 238 не разваливается — он принимает нейтрон, как заходит студент в общежитие: ну заходи, найди где-нибудь место, пристройся. Нейтрон пристраивается, но после двухэтапной ядерной реакции образуется уран 239. В уране 239 ядерная цепная реакция происходит. При чём она происходит даже более охотно, чем в уране 235. то есть часть урана 238 превращается в плутоний. Плутоний радиоактивен сам по себе, поэтому там не образуется чистого урана 239, который собственно говоря и является оружейным плутонием (оружейный плутоний, это плутоний с содержанием плутония 239 выше 80%). Одновременно с ним, если в топливе «порыться», то там можно обнаружить 8,9 кг плутония. Но это не 239-й, потому что в нём происходят радиоактивные распады и выходит по одной трети плутония 239, 240 и 241. Их три. Технологии, способа разделить их не существует, потому что обогащение по урану 235 — там хотя бы изначально три атомных единицы разницы. Основная часть урана — 238, получаем — 235. Между плутонием 239 и 240 только одна единичка разницы. И если для обогащения урана газовые центрифуги вращаются со скоростью 1200 оборотов в секунду, то здесь нужно ещё в несколько раз быстрее, у нас сейчас таких технологий нет, придумывать их никто не желает.

Чем это удобно: наличие плутония 240 не позволяет использовать этот плутоний для производства ядерных зарядов. Это «радиоактивный яд», такие заряды неизвестно насколько будут долгоживущими. То есть этот плутоний никогда не станет начинкой для ядерной бомбы. Что, собственно, позволяет соблюдать требования МАГАТЭ по договору о нераспространении ядерного оружия и спокойно строить атомные электростанции в неядерных державах, не являющихся обладателями ядерного оружия.

Уран 235, который «горит», так сказать, во время ядерных реакций не расходуется полностью тоже по объективным причинам: когда его содержание доходит до природного, ядерная реакция начинает затухать, то есть полностью его выработать нельзя. Соответственно, в облучённом ядерном топливе,содержится порядка восьми килограммов урана 235, который так и не сгорел. 0,7 — природное содержание, даже то этого состояния довести не удаётся, остаётся 235 урана не 7 кг, а 8. Соответственно, 9 кг плутония, энергетического, как его называют, это именно смесь плутония 239, 240 и 241. Для атомных энергетиков это — энергетический плутоний. Ещё раз: в тонне облучённого топлива у нас насчитывается 943 кг урана 238, который, как балласт присутствует, но не участвует в процессе. Поприсутствовал в активной зоне реактора, но не поучаствовал в том, что там происходило.8 кг урана 235, 9 кг энергетического плутония. И остаётся 35 килограмм - то, из-за чего все проблемы с облучённым ядерным топливом и возникают.

Это осколки деления: нейтрон ударил ядро урана — развалилось на два куска. Те самые куски, они же никуда не деваются, там и содержатся. Кроме того, время от времени уран 238 начинает принимать в себя лишние нейтроны и в результате ядерных реакций возникают тяжёлые элементы, они тяжелее, чем уран, их так и называют — трансурановые. Именно эти осколки деления и трансурановые элементы и несут в себе максимально возможное количество радиоактивности, которой мы, собственно говоря, все и боимся. Причём свойство этих трансурановых элементов в том, что даже после того, как топливо извлечено из активной зоны реактора, ядерные реакции там не прекращаются. Ядерные реакции в трансурановых элементах, как в любом другом, дают нагрев, то есть энергия куда-то должна деваться. Обрабатывать, перерабатывать облучённое топливо в таком виде нельзя, потому что продолжаются ядерные реакции. (Можно конечно, но очень грустно — персонала много надо, у нас столько нет, его пришлось бы время от времени хоронить.) Поэтому после того, как облучённое топливо извлекают из ядерного реактора, его помещают в бассейны выдержки, так называются, пристанционные. Это бассейн. В нём проточная вода, разумеется, в замкнутом контуре, чтоб никуда не девалась. Задача воды — снимать лишнее тепло, просто дать ему остыть. Дать возможность закончиться всем возможным ядерным реакциям, при этом не дать расплавиться. То есть обычная такая техника безопасности.

Продолжается это в течение пяти лет. Пять лет идут реакции, пять лет выделяется тепло, пять лет циркулирует вода. Не всё так просто, не всё так, как с переработкой чего бы то ни было обычного. Через пять лет, после того как температура упала, после того, как интенсивность ядерных реакций уменьшилась, это облучённое топливо можно транспортировать туда, где его будут перерабатывать. В России это производственное объединение Маяк, в городе Озёрске Челябинской области, в котором на двух радиотехнических предприятиях, заводов, умеют перерабатывать все виды ядерного топлива. Мы сейчас рассуждали о топливе для энергетических реакторов, есть реакторы исследовательские, есть реакторы атомных ледоколов, есть реакторы атомных подводных лодок — в Озёрске перерабатывают всё. Нет ни одного вида ядерного топлива, которое там не могли бы переработать.

Почему я коснулся того, что происходит с облучённым ядерным топливом — потому что эти 8 кг урана 235 и 9 кг энергетического плутония — это та изюминка, та полезная часть ядерного топлива, которую хочется запустить по новой в тот же цикл, не пропадать же ему. Допустим, в Соединённых Штатах специальный закон объявил облучённое топливо радиоактивными отходами и его хоронят прям в таком состоянии. То есть после того, как он пролежит в бассейне выдержки, следующий этап — это перемещение в сухое хранилищ, три года оно будет там и то, что получилось в результате, Соединённые Штаты объявили радиоактивными отходами и пытаются придумать способы вечного хранения для такого количества. У нас решили пойти другим путём. Всё тот же уран 238, даже после того, как его выделили из облучённого ядерного топлива, это всё ещё какой-то балласт, но это балласт, который был добыт в шахте, переработан и т д. Ну что с ним делать? Там же складировать, где хвосты обогащения эти лежат? Это как бы грустно. И эти 17 кг тоже хочется запустить в оборот [235+плутоний]. То есть переработка на радиотехнических заводах нацелена на то, чтобы разделить на фракции облучённое ядерное топливо: балластовый уран 238 отдельно, уран 235 — отдельно, плутоний — отдельно, продукты деления и трансурановые элементы тоже отдельно. И после этого думать, что делать дальше. Мы об этом в следующий раз поговорим, конечно, если зрителям показалась сегодняшняя тема интересной.

 

Вопросы:

«Если радиация на Земле станет в 200 раз больше, сколько проживёт человечество, и какой предел допустимой нормы превышения: в пятьсот раз или в тысячу?»

 

БМ:

- Предельная допустимая концентрация радиоактивных веществ — это то что давно оранжированно, все эти нормативы есть, нужно посмотреть в интернете, я наизусть их не заучиваю, потому что для каждого радиоактивного элемента они свои. Тем более, что радиоактивные элементы, они у разных изотопов разная концентрация, у разных изотопов разные периоды полураспада и т д . Для того, чтобы добиться превышения допустимых концентраций в пятьсот раз, необходимо произвести небольшую ядерную войну, но человечество в последнее время как-то к этому не склонно. Так что давайте такие совсем уж алармистские вещи рассматривать не будем. В том случае, если радиация накапливается, для этого нужно учесть все предыдущие поражающие факторы ядерного взрыва, уж не знаю, изучают ли в современной школе это или нет, но давайте и не будем об этом. То есть в пятьсот раз — это только после ядерной войны.

 

Вопрос:

«Урановые месторождения в Америке ещё не под санкциями?»

 

БМ:

- Во-первых, урановые месторождения в Америке принадлежат канадской компании Uranium One. Соединённые Штаты не вводили санкции против Канады. Поэтому, наши месторождения в Соединённых Штатах никак не ссанкционировать, хотя, наверное, есть люди, которым бы этого очень хотелось. Другое дело, что там не очень богатая руда, и тот уровень цен, который сейчас на мировом уровне сложился, не делает его рентабельным. Там добыча не прекращена, но её не наращивают, хотя технические такие возможности есть. Работает рудничок и работает.

 

Вопрос:

«Пришедшие из Германии радиоактивные отходы...» - Так! Мы сегодня уже выяснили, что это не отходы.

БМ:

- И не радиоактивные.

МК:

«...пойдут ли они в переработку на топливо новейших АЭС?»

 

БМ:

- Разумеется. Но о том, что такое реакторы на быстрых нейтронах, для чего там используются бланкеты из урана 238 сегодня уже точно не успели. Ещё раз напоминаю, что радиоактивность ОГФУ меньше, чем у природной руды. Поэтому называть их радиоактивными нельзя. Поскольку эта продукция перерабатывается, для Росатома она является сырьём, не является отходами. Поэтому, прежде чем задавать такие вопросы попробуйте задуматься, что вы говорите. Вы используя два слова, «радиоактивные отходы» дважды умудряетесь подать ложную информацию. Это не хорошо.

 

Вопрос:

«При вступлении в ЕС Чехия, Венгрия и Болгария смогли сохранить действующие ядерные электростанции. А Республика Литва — не смогла. Можно ли это связать с тем, что у одних реакторы были только ВВР, а у других только РБМК?

 

БМ:

- Да, действительно, в перечисленных странах работали ВВР, ВВР-1000, ВВР-440, цифры — это номинал электрической мощности. Игналинская АЭС состояла из двух энергоблоков на базе РБМК-1500, Реакторы Большой Мощности Канальные, - это уран-графитовые реакторы, уран-графитовые реакторы — это причина аварии на Чернобыльской АЭС. И действительно ЕС настаивал на том, чтобы они были немедленно закрыты, и Литва этому давлению поддалась, поскольку это было одним из условий её вступления в Евросоюз.

Реакторы Большой Мощности Канальные продолжают работать в России безо всяких проблем, потому что все необходимые системы безопасности, необходимость которых была установлена по результатам расследования чернобыльской катастрофы, там были введены. У нас двенадцать таких реакторов, в составе Ленинградской АЭС, там один уже остановлен, идёт замена на реакторы ВВР-1200. Первый принят в эксплуатацию, остановлен самый старый РБМК-1000. Такое же будет происходить на Курской электростанции, но там реакторами замещения будут реакторы ВВР-ТОИ, это тоже 1200, но более «цифровизованные» [Типовой Оптимизированный и Информатизированный ], у него чуть-чуть выше КПД и т д. Они работали всё это время. Литва остановила реакторы Игналинской АЭС окончательно в 2009 году, сейчас 2020. Необходимая модернизация, ремонт и прочее, прочее Росатом аккуратно проводит, и Ростехнадзор продлил сроки эксплуатации на Ленинградской АЭС, на Смоленской АЭС, на Курской АЭС реакторов РБМК до 2040 года. Росатом рассчитывает на то, что за это время успеет заместить эти реакторы реакторами поколения 3+, либо ВВР-1200, либо ВВР-ТОИ, с тем, чтобы эту проблему потихонечку закрыть. То есть уран-графитовые реакторы своё отработали, на их месте построены водно-водяные реакторы. Всё продолжается дальше, электростанции продолжают жить, атомные города при них продолжают работать, продолжают развиваться.

 

Вопрос:

« Планируется ли постройка новых реакторов типа БН - 800, например на Дальнем Востоке?»

 

БМ:

- Идёт разработка проекта реактора БН-1200. Я думаю, будет передача, в которой я смогу рассказать о реакторах на быстрых нейтронах, БН — это «Быстрый Натриевый». Натрий — это то, что используется для охлаждения реакторов. 800-ый — опытный, экспериментальный, но производство электроэнергии даёт себестоимость электроэнергии значительно выше, чем ВВР-1200. Поэтому перед разработчиками, перед конструкторами, НИИ Росатома поставлена задача добиться таких же экономических показателей, как у водно-водяных, то есть обычных тепловых реакторов. Первый проект БН-1200 на научном совете Росатома уже был предоставлен, были получены замечания, достаточно существенные. Сейчас идёт доработка, для того, чтобы всё это учесть и в следующий раз на научный совет планируется обновлённые проект в следующем 2021 году предоставить. В том случае, если научный совет это одобрит, дальше предстоит работа по лицензированию в Ростехнадзоре, то есть работа идёт, но это не будет БН-1200.

Что касается Дальнего Востока, то там есть надежда, появилась совсем недавно, после того, как Росатом, Газпром, Новатэк и Министерство энергетики подписали соглашение о разработке водородной программы. Один из способов производства водорода — электролиз, для этого требуется много электричества и тепла, и в связи с этим Росатом сейчас разрабатывает газоохлаждаемые реакторы, у нас в России их пока ещё не было, только исследовательский был. И да, их планируется размещать именно на Дальнем Востоке, потому что если говорить об уровне развития водородной энергетики, водородного транспорта, то на первом месте стоит вовсе не Евросоюз, а Япония. Соответственно, поближе к рынку сбыта — возникают мысли о Дальнем Востоке. И Дальнему Востоку, конечно, такие наукоёмкие проекты очень нужны. Потому что это — Дальний Восток, достаточно серьёзное количество лет назад, названный Владимиром Путиным национальным проектом развития России XXI века. Чем больше там будет появляться таких прорывных проектов, тем лучше. Не знаю как вы, а я желаю, чтобы этот проект у Росатома удался, газоохлаждаемая — гелием они будут охлаждаться и за счёт этого можно позволить более высокую температуру: гелий берёт больше тепла, чем вода. Я очень надеюсь, что это произойдёт на Дальнем Востоке.

 

Вопрос:

«Штаты планируют сократить долю России на урановом рынке с 24% до 15% в 2028 году. Для Росатома — это большой убыток?»

 

БМ:

- Переговоры сейчас продолжаются. Я не знаю, какими цифрами оперирует автор данного вопроса, но на день сегодняшний допустимая квота Росатома — 20% на рынке обогащённого урана США. Переговоры идут и сказать, какими будут результаты, сейчас нельзя. Планируется, что эта квота будет сначала чуть понижена, потом чуть повышена. По-моему, повысить они её собираются до 22%, потом опустить до 17%. Но давайте подождём, чем закончатся переговоры, каким будет результат.

 

Вопрос:

«Чем будут отличаться отходы от Ят при внедрённом ЗЯТЦ от нынешних, когда ЗЯТЦа ещё нет.

 

БМ:

- Если речь идёт об облучённом топливе, которое будет использоваться в реакторах на быстрых нейтронах, либо в БН-1200, либо в Брест-300, то в городе Северске Томской области уже строится предприятие, которому предстоит перерабатывать это топливо, технологии перерабатывания разрабатываются. В Димитровограде будет построен экспериментальный реактор и там же будет экспериментальный стенд по переработке всех видов облучённого ядерного топлива, полученных в реакторах на быстрых нейтронах. То есть к этому готовятся. Да, это будет другая технология, но она появится, при чём с учётом настроения Росатома, появится достаточно быстро. Но слово «быстро» - по-атомному. Это не за полгода и не за год будет сделано.

 

Вопрос:

«Ваше мнение — удастся отбиться или нет от семи с половиной миллиардов по иску Польши к Газпрому?»

 

БМ:

- Польская арифметика — это отдельная какая-то наука. Я просто напомню, что такие же претензии этот UOKiK предъявлял ко всем участникам проекта «Северный Поток-2, то есть к пяти европейским компаниям. Пять раз он получил ответ, который не хочется цитировать в прямом эфире, а то нас закроют. Так скажем, цитата министра иностранных дел там точно присутствовала. Я думаю, что юристы Газпрома в этот раз не подведут и повторят то же, что уже сказали их коллеги: куда идти, как идти, насколько быстро.

 

Вопрос:

«Как работает защита от расплавленного циркония в водяных реакторах?»

 

БМ:

- Речь, скорее всего идёт о так называемой, пароциркониевой реакции, с которой столкнулись в Японии во время аварии на АЭС «Фукусима-дайити» [Фукусима-1]. Действительно, цирконий — это тот материал, который выдерживает высокие температуры, это тот материал, который пропускает свободные нейтроны, не задерживая их, то есть нет реакции захвата. Именно поэтому он используется в водяных реакторах, причём не только в двухконтурных, водо-водяных, но и в так называемых «кипящих». Там отличие по названию понятно: если в наших ВВР высокое давление в воде и поэтому в первом контуре она не кипит, то в «кипящих» реакторах она вскипает прямо в реакторе и дальше идёт на турбину и так далее. Когда произошла авария на «Фукусима-дайиити», там перестали работать циркуляционные насосы, то есть перестала охлаждаться активная зона, вода начала выкипать. Пароциркониевая реакция, идёт с выделением тепла: пока цирконий в водной среде с ним всё в полном порядке, когда появляется пар, начинается эта химическая реакция с выделением большого количества тепла, что и привело к тому, что температура поднялась настолько, что было расплавлено полностью всё ядерное топливо, содержащееся в активной зоне. И кроме того, при этой реакции выделяется водород, который и послужил причиной взрывов.

Все эти ошибки в проекте ВВР-1200 учтены, установлена специальная система, которая будет улавливать водород. Кроме того сейчас активно идёт разработка так называемого «толерантного топлива», то есть топливо, оболочка которого не содержит циркония, либо содержит его под защитной плёнкой, которая не позволит вступить в вот эту пароциркониевую реакцию.

Это на самом деле кратко, потому что есть несколько вариантов как добиться вот этого «толерантного топлива». В России идёт работа одновременно по четырём направлениям, такая же работа идёт в Соединённых Штатах, во Франции, то есть здесь такая гонка происходит в атомном мире. Тот кто первый разработает это «толерантное топливо» не нарушающее экономические показатели, тот, вероятно, окажется в большом выигрыше. Ждём.

 

Вопрос:

« Можно как-то использовать уран 238 или так и будет балластом?

 

БМ:

- Его будут использовать, собственно говоря именно для этой цели и был построен реактор БН-800. Правда, строился он по программе СОУП, Соглашении об Утилизации оружейного Плутония. Но тем не менее, он будет использован в качестве бланкет, которые будут стоять на периферии активной зоны ядерного реактора БН-800 для того, чтобы в нём шло накопление энергетического плутония, то есть того самого «компота» из плутония 239, 240 и 241. Это если коротко.