НОВИЙ РОСІЙСКИЙ АТОМ
Тепла для людства залишилося мало, років на 50. І тепер надія тільки на вчених, які якось повинні придумати вихід з критичної ситуації. Такі вчені знайшлися у нас. Вони придумали, як безпечно отримувати енергію навіть з ядерних відходів. Але при цьому подбали про те, щоб майбутні покоління змогли активно освоювати космос. Про це наша розмова з доктором технічних наук, професором Ігорем Острецова.
- Чим погані сучасні ядерні технології?
- Традиційна ядерна енергетика, яка розвивалася тривалий час, заснована на спалюванні урану-235. Це єдиний ізотоп, який існує в природі і ділиться. Чим це погано? По-перше, за фактом - американці не замовили жодного блоку з 1978 року. Європа практично припинила використовувати АЕС для отримання енергії, причому на законодавчому рівні. Це пов'язано з тим, що станції неможливо вивести з експлуатації. Сьогодні з 450 блоків в світі коштує 99, і що робити з ними, ніхто не знає.
- Тобто не можуть зупинити реакцію розпаду?
- Їх зупиняють, і вони будуть стояти вічно. Причому відпрацьоване паливо знаходиться всередині них. Головна проблема - ядерні відходи, які потрібно зберігати сотні років, перш ніж приступити до їх утилізації.
Є й інша проблема. У країнах третього світу, де найбільший енергетичний дефіцит, треба розвивати ядерну енергетику, щоб не допустити збільшення споживання органічного палива. Однак Іран чітко продемонстрував, що практично будь-яка країна, яка має ядерну станцію, здатна зробити атомну бомбу. Раніше Індія під контролем МАГАТЕ, маючи реактор Конде, зробила таку бомбу. І увійшла в ядерний клуб. Тому ситуація тупикова: в розвинених країнах не будуть будувати, тому що не вирішена проблема з експлуатацією і проблема з відходами, а в країнах, що розвиваються тому, що не вирішена проблема розповсюдження ядерної зброї. Однак, є набагато більш серйозна річ - енергетичні проблеми людства не можуть бути вирішені без ядерно-космічних програм, без енергетичного і промислового виходу в космос. На традиційному хімічному паливі неможливо буде виводити на орбіту досить важкі апарати. На "хімії" можна вивести дуже невеликі системи, в дуже близький космос і за дуже великі гроші. Єдина можливість, яка людству дана для вирішення таких завдань - уран-235. І його треба берегти, як зіницю ока. Спалювати в реакторах на теплових нейтронах цей ізотоп - злочин перед людством. Сучасна програма будівництва 100 блоків в Китаї, 40 блоків у нас - це просто злочинна програма, тому людство прирікає себе залишитися на ядерній звалищі на Землі і не мати можливості вийти в космос. Це надзвичайно серйозна річ, яка сьогодні, на жаль, мало обговорюється. Так що залишається одна можливість - спалювати уран-238.
- А які світові запаси урану-235?
- Його всього 0,7% від загального обсягу всього видобутого урану. Це дуже мало. За енергетичними можливостями його стільки ж, скільки і нафти. Тобто, якщо зараз почати програму широкого розгортання АЕС на теплових нейтронах, то приблизно до 2040-50 років урану-235 не залишиться. Уран-235 ділиться сам. З його допомогою можна організувати так звану "самопідтримується" ланцюгову реакцію, на чому вся атомна енергетика, всі бомби, і засновані. На відміну від нього, уран-238 не «горить", на ньому таку реакцію організувати не можна. Але його багато. Тому ще на початку розвитку атомної енергетики була запропонована так звана брідерної програма. У нас вона називається програмою реактора на швидких нейтронах, яка дозволяє спалювати уран-238. Для цього він спочатку переробляється в плутоній, який і буде виробляти енергію. Ця ідея сьогодні дуже популярна. Але мало хто знає, що таке брідер, хоча це теж АЕС, але заснована на кілька інших технологіях.
- Туди завантажується уран, збагачений плутонієм. Частка останнього - від 18 до 25%. В результаті роботи цього реактора плутонію виходить трохи більше, ніж було завантажено. При цьому біля кожної такої станції повинен поруч перебувати радіохімічний завод по виділенню плутонію, фабрикації нових ТВЕЛів (вузол ядерного реактора, що містить речовина, що ділиться). На кожному енергоблоці буде перебувати 20 тонн плутонію. Тим часом, бомбу можна зробити всього з декількох кілограм. Якщо світову енергетику перевести на такого роду реактори, то в світі будуть "крутитися" до мільйона тонн плутонію.
Тому пропонувати брідери в якості основи світової ядерної енергетики - це чисто політична гра на кон'юнктурі моменту, не більше того.
- Вихід з цієї ситуації є?
- Саме тому ми займаємося іншою темою. Є прямий спосіб спалювання урану-238 - так зване примусове поділ. Причому без перекладу його в плутоній. При цьому виходить значно більше енергії, ніж в брідер. Для такого поділу потрібні дуже сильно розігнані нейтрони, які можна отримати тільки за допомогою прискорювача.
У зв'язку з цим потрібні дві технології. По-перше, сама технологія спалювання такого урану, і технологія створення прискорювача. Сьогодні в Росії є два патенти на обидві цих технології. Володарем одного є я, другого - Олексій Богомолов. Для прикладу - в США існує прискорювач на 800 мегаелектронвольт, довжина його -близько кілометра. Нам потрібна енергія приблизно в 10 разів більше, тобто прискорювач повинен бути довжиною приблизно 10 км. Це ні в які ворота, природно, не лізе - дорого. І ось Богомолов придумав такий прискорювач, який буде давати нам необхідну енергію, причому його довжина буде всього лише близько 50-ти метрів. Це абсолютно прийнятно.
Ці дві технології ми і пробиваємо. Були проведені наради в Раді Федерації, і у нас в інституті (ВНДІ атомного машинобудування), проводився громадський форум. Дуже сильно цьому протидіє в першу чергу Курчатовський інститут, який пропонує програму бридерів. Протидіє виключно з тих міркувань, що зміна програми в атомній енергетиці означає зміну еліт, і, звичайно, фінансування.
- Рано чи пізно людству доведеться спалювати уран-238. Тобто або збагачувати його до стану збройового плутонію, або спалювати безпосередньо за допомогою прискорювачів. Розвивати технології зі спалювання урану-235 - це просто самогубство. Тому сьогодні необхідно починати дві програми - ЯРТ-енергетику, ту, що пропонуємо ми, і реанімувати програму зі створення ядерних ракетних двигунів. Причому найкраще спільно з американцями. І у нас і у них є серйозні напрацювання в цій галузі. Справа в тому, що енергетика кінця XXI і XXII століть буде пов'язана з промисловим виходом людини в космос. Головна наукова задача нашого століття - зробити прискорювачі нейтронів достатньою для ЯРТ-енергетики потужності. Хто перший їх зробить, той буде володіти ситуацією.
- Як розшифровується ЯРТ-енергетика?
- Важка ядерна релятивістська енергетика. Релятивістська тому, що протони генерують нейтрони, а вони ділять важкі ядра урану.
Сьогодні дуже великий інтерес до цих прискорювачів проявляють американці. Вони хочуть отримати його за всяку ціну, і з Богомоловим постійно ведуться переговори. Тим часом ми свою ідею розвиваємо. Провели експерименти в Дубні, Протвино. З тих пір "Бодай". Трагедія в тому, що влада некомпетентна в цих питаннях.
- А що потрібно пробити? Фінансування?
- Ні, справа навіть не в цьому. Потрібна державна програма. А вже після цього будь-які гроші з-за кордону прийдуть, тому що всі розуміють, що без цієї технології нікуди не дінешся. Справа в тому, що на Заході проводити експерименти страшно дорого, а у нас прискорювач в Серпухові варто без роботи. Але для того, щоб була створена державна програма, треба це питання вивести на Путіна. Нас дуже добре підтримують в Раді Федерації. Там повинні пройти слухання з викликом голови Росатома С. Кирієнко. Там ми розраховуємо отримати рекомендації, після яких наша ідея буде розглядатися на науково-технічній раді у президента. І після цього, ми сподіваємося, буде створена державна програма.
- Скільки потрібно часу?
- Все залежить від темпів роботи. Принципових перешкод для цього сьогодні немає.
- Тобто можна говорити, що за 10 років вже може бути створений прототип ядерної електростанції нового покоління?
- Скільки буде коштувати така станція?
- Поки що немає прототипів, але вона буде однозначно дешевше нинішніх АЕС. Це пов'язано з тим, що у нас не буде паливного циклу і не встане проблеми виведення станції з експлуатації. Саме тому всі ці нинішні станції стоять і ніхто не знає, що з ними робити.
Так що про ціну говорити не доводиться - у нас ціна значно нижча, тому що наш реактор значно простіше. Це буде, швидше за все, бетонний корпус, ізольований металом. Всередину будуть засипані мікро-ТВЕЛи. І більше там нічого особливого не буде. Головне, що там не потрібно буде нічого збагачувати. Можна використовувати відвальний уран, відпрацьоване паливо. Адже там все одно, що палити, аби були важкі ядра. І ось цю конструкцію буде бомбити нейтронний прискорювач. В результаті важкі ядра почнуть ділитися, виділяючи при цьому тепло.
- А наскільки безпечна ця система?
- Наш реактор - підкритичними. Тобто там немає того, що було в Чорнобилі - реакції, що самопідтримується. Як тільки трапляється якась критична ситуація - прискорювач зупиняє процес.
- Чому раніше вчені не додумалися застосувати цей ефект в ядерній енергетиці?
-Раніше просто не було прискорювачів з високим ККД. Хороші прискорювачі з'явилися тільки після Чорнобиля. Тоді всі були налякані критичної аварією і стали використовувати не такі ризиковані підкритичні зони на урані-235, а недолік нейтронів доповнювати прискорювачами. Таким чином, наступний крок був зумовлений - взяти прискорювачі на більшій енергії і подивитися, що буде далі. Сталося так, що я перший це придумав. Причому всі процеси були описані в науковій літературі і раніше, просто я подивився на ці можливості, як на енергетичні. Логічно і історично цей крок був зумовлений. Але хтось повинен був це зробити.