Ядерный философский камень

Атомная энергетика - это прекрасная возможность для человечества получить источник энергии, который освободит нас от ограничений углеводородных ресурсов. Однако, как и любая технология, атомная энергетика также борется со своими недостатками, ограничениями, и нежелательными последствиями деятельности.

Самой большой проблемой являются ядерные отходы - их много. А также повышенная радиоактивность некоторых изотопов. Таким образом, фундаментальная задача стоит в том, чтобы замкнуть топливный цикл, сделать его безотходным, не оставляя никакой «грязи».

Россия, благодаря учёным и инженерам атомной отрасли (концерн «Росатом»), начинает решать эту проблему. В чём же новинка?

Что ж, классический реактор ВВЭР (подавляющее большинство работающих сегодня в мире) дополнен реакторами на быстрых нейтронах (БН). Первые производят дешевую энергию, могут адаптироваться к колебаниям спроса со стороны потребителей, но не слишком эффективно используют ядерное топливо. Последние, производя энергию, замыкают цикл, производя новое топливо для первых. Два компонента топливного цикла (тепловые и быстрые нейтроны) работают вместе, снабжая друг друга топливом.

В современных ядерных реакторах расходуется микроскопическая часть запасов урана. Изотоп U–235, обычно используемый в цепной реакции, составляет лишь 0,7% мировых ресурсов этого элемента, остальные 99,3% - это неиспользованный U-238.

Весь мир пытался справиться с этим вызовом, но никому не удалось преодолеть технические проблемы... Кроме русских. Французы были близки, и у них даже имеются благородные планы преобразовать половину своей мощности в реакторы на быстрых нейтронах, но западная ядерная энергетика скорее умирает, чем развивается. Точно так же и в США, где были начаты испытания с замкнутым топливным циклом, но технические проблемы не были преодолены, и испытания были прекращены.

Награда велика. Ресурсы U-238 (как и тория) практически безграничны. Их хватит на тысячи лет. Тысячи! Не говоря уже об объемах, оставшихся от процесса обогащения урана, где помимо полезного выхлопа в виде U–235 остаётся огромное количество U-238. У Росатома есть запасы ядерного топлива на тысячелетия. Так что никто больше не поверит в страшилки публики чем-то вроде атомного "нефтяного пика".

Автор концепции - Росатом. Ядерный магнат мирового масштаба, подобный Газпрому, только в мире атомной энергетики. Это мощный энергоконцерн, в котором работает четверть миллиона сотрудников, он присутствует в 50 странах мира и реализует там 36 энергоблоков. Первое место в мире по объему строительства за рубежом - 133 млрд долларов заказов в портфеле. Кроме того, он также является мировым лидером по обогащению урана. В России в текущем десятилетии будут введены в эксплуатацию 14 новых атомных энергоблоков мощностью 21 ГВт. Внушает.

В июне Росатом приступил к строительству новаторского реактора Брест-300, который должен испытать на практике разработанные технологии. Брест-300 охлаждается жидким свинцом и имеет отличные параметры. Поэтому его называют «философским камнем» ядерной энергии. На данный момент это экспериментальная установка, но со значительной мощностью в 300 МВт. Готов проект мощной промышленной установки БР-1200.

А это вторая технологическая линия: БН-реакторы. В России реакторы на быстрых нейтронах не новость: первые были созданы более 60 лет назад, а промышленный реактор БН-800 (мощностью 800 МВт) работает с декабря 2015-го года. Нейтронные реакторы имеют мощность 1400 МВт. Это лишь часть 30 ГВт российской атомной энергетики и 28 ГВт энергоблоков Росатома за рубежом.

Россия близка к достижению такого уровня технологического совершенства в ядерной энергетике, что термин «энергетическая сверхдержава» может относиться и к тому источнику энергии, который может удовлетворять потребности человечества на протяжении тысячелетий.

Анджей Щесняк (Andrzej Szczęśniak)

Myśl Polska, № 31-32 (29.07.2021)