Страсти по двухкомпонентному пути

М.Н. Николаев, доктор физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник ГНЦ РФ ФЭИ

Есть в моей биографии эпизод, не нашедший отражения в списке моих трудов, но существенно отразившийся на моём «вкладе в науку». Существо дела и ссылки изложены в моём письме, направленном весной 2019 года главе департамента энергетической политики Минэнерго РФ А.И. Кулапину, которое я привожу ниже без каких-либо корректив.

Глубокоуважаемый Алексей Иванович!

В мае 2018 г. в Ваш департамент из Администрации Президента было направлено моё послание Президенту Российской Федерации с просьбой подготовки ответа (Исх № А-26-09-52042811 от 07.05.2018).

Надо сказать, что моё послание не содержало вопроса, а потому не требовало ответа. Цель послания состояла в том, чтобы сообщить президенту, что согласованная работа НИИ и КБ, необходимая для реализации стратегии развития ядерной энергетики по принятому двухкомпонентному пути, столкнулась с организационными трудностями, справиться с которыми ГК «Росатом», видимо, не под силу, несмотря на заверения, данные Владимиру Владимировичу А.Е.Лихачёвым в личной беседе в апреле 2018 г.

Поскольку атомная энергетика не входит в сферу компетенций МИНЭНЕРГО, просьба Администрации была перенаправлена А.Н.Митрейкиным в ГК «Росатом», откуда и мне и в Ваш департамент был направлен ответ заместителя директора БУИ (блока управлением инновациями) Н.А.Ильиной. В нём говорилось, что «на системных моделях показана возможность развития ЯЭ РФ до уровня 120 ГВТ до 2100 г. при принятых проектных параметрах, существующих запасах урана и предполагаемом переходе к замкнутому топливному циклу и двухкомпонентной ЯЭ»; что « переход на двухкомпонентную ЯЭ является ключевым положением новой редакции Стратегии развития ЯЭ» и потому мои опасения не обоснованы.

Судя по Вашей реакции (Исх. №02-402 от 14.09.2018) ответ Н.А.Ильиной не удовлетворил не только меня, но и Вас. В самом деле, говорится, что «ЗЯТЦ предполагается отработать на строящемся ОДК на площадке АО СХК», но этот ОДК спроектирован для пристанционной переработки нитридного топлива реактора БРЕСТ-300; которое для использования в двухкомпонентной ЯЭ не пригодно.

Говорится, что «работы по совершенствованию технологий ВВЭР ведутся в НИЦ «Курчатовский институт». В то же время ведущие специалисты-реакторщики этого института, признавая переход к двухкомпонентной системе необходимым направлением стратегии развития ЯЭ, ни слова не говорят, ни о проблеме топливообмена между быстрой (БН) и тепловой (ВВЭР) компонентами этой системы, ни об адаптации к ней реакторов ВВЭР. Между тем в нашей стране нет ни опыта изготовления смешанного уран-плутониевого топлива, ни опыта использования этого топлива в реакторах ВВЭР.

Н.А. Ильина отмечает, что «в настоящее время ведётся разработка проекта энергоблока с РУ БН-1200М с повышенными технико-экономическими характеристиками». О том, что это означает, сообщается в газете «Страна Росатом» (№38,окт. 2018, стр. 8): «на НТС “Росатома” принято решение доработать конструкцию энергоблока с БН-1200 так, чтобы он мог конкурировать в экономическом плане не только с ВВЭР-ТОИ, но и с генерацией энергии на органическом топливе – газе, нефти и угле». При этом «использование суперкомпьютерных технологий позволят обойтись без дорогостоящих натурных испытаний». Проект планируется завершить к 2028 г. Эти заверения делают реактор БН-1200 ещё более призрачным, чем свинцовый БРЕСТ. Они не только полностью устраняют потребность в развитии двухкомпонентной ЯЭ, но и предсказывают, что в близком будущем углеводороды уже не будут использоваться для нужд электрогенерации, теплоснабжения и транспорта. Если вопрос о сворачивании теплосетей, ТЭЦ, ГЭС и т.п. будет решаться, вероятно, с учётом мнения Вашего министерства, то решение об отказе от двухкомпонентной энергетики уже принято на декабрьском НТС «Росатома». Тем самым ясно, что КГ «Росатом» не планирует внедрение быстрых реакторов в ЯЭ до 2030 г., как это предусмотрено в главе 8 Распоряжения Правительства РФ от 13.11.2009 №1716-р[1] и в ближайшее десятилетие в этой отрасли будут использоваться только реакторы на тепловых нейтронах. Это порождает следующие три проблемы.

Первая – это ограниченность наших топливных ресурсов. Если в мире потребление и добыча урана к настоящему времени уравнялись на уровне, примерно, 60 000 тонн в год, то наша страна, потребляя более 16 000 тонн природного урана, добывает менее 3 500 тонн. Остальной уран частично ввозится из-за рубежа, но в основном черпается из «советских» запасов. 110 000 тонн этих запасов нами продано в США; примерно столько же мы израсходовали сами. Сколько осталось – я не знаю, но ясно, что в самом недалёком будущем почти весь уран для ЯЭ придётся импортировать. При низкой рыночной цене урана и малой доле топливной составляющей электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, необходимость импорта с экономической точки зрения не представляется угрозой. Однако импорт даже с тех зарубежных предприятий, контрольный пакет акций которых принадлежит ГК «Росатом», может быть подвергнут санкциям. Повысить же выработку урана в РФ до предусмотренных Постановлением Правительства РФ №№1716-р 6-17 тысяч тонн весьма проблематично: разведанные месторождения, содержащие примерно 500 тыс. тонн, бедны и расположены, в основном, в труднодоступных областях южной Якутии и северо-восточного Забайкалья – самом малонаселённом регионе Евразии.

Вторая проблема – экологическая – связана с накоплением отработанного ядерного топлива – ОЯТ. [*] Если для выделения и изоляции содержащихся в ОЯТ продуктов деления у нас существуют технологии их выделения, остекловывания и захоронения (мощности которых, правда, сильно уступают скорости накопления этих отходов), то для обезвреживания содержащихся в них актинидов (изотопов плутония и пр.) нет другого пути кроме их выжигания в реакторах на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом (ЗЯТЦ). У нас уже накоплено более 200 тонн плутония (А в мире более 350 т - Прим. ВИВас). Каждая тонна содержит миллиард смертельных доз. Конечно, хранилища плутония тщательно охраняются, но вынос плутония из хранилищ (случайный, в результате катаклизма или предумышленный) и его распространение в окружающей среде – это вопрос времени. К тому же, главной целью охраны является нераспространение ядерного оружия и утрату 50 – 100 грамм плутония органы контроля и учёта могут и проморгать. Для решения ныне отложенной проблемы обращения с ОЯТ рано или поздно (через 10, 50 или 100 лет) создавать быстрые реакторы с ЗЯТЦ всё же придётся даже если неубывающие разведанные запасы углеводородов побудят отказаться от использования ЯЭ.[**]

Третья проблема связана с утратой кадров – носителей знаний, необходимых для разработки быстрых реакторов и предприятий ЗЯТЦ. При отсутствии развития соответствующих технологий достаточно квалифицированные кадры сохранить невозможно.

Обращаясь на 90-м году жизни к Вам, я перекладываю на Вас ответственность за доведение приводимых мною аргументов и фактов до сведения высшего руководства страны, которое только и может вывести ЯЭ из тупика, в который её заводит руководство ГК «Росатом».

С надеждой М.Н.Николаев, доктор ф.-м. наук, профессор, гл. научный сотрудник ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт».

Никакого ответа на это письмо мною получено не было, но орг. меры были приняты. В декабре того же года лаборатория групповых констант и анализа интегральных экспериментов (лаб. №103) в обнинском ФЭИ была ликвидирована, что привело к увольнению и меня – научного руководителя этой лаборатории – и ещё пятерых сотрудников (4-х кандидатов наук и не завершившей свою работу аспирантки). Работа по дальнейшему совершенствованию системы константного обеспечения развития атомной энергетики была прекращена. Наша статья «Ядерные данные для грядущих реакторов», где обосновывалась необходимость такого совершенствования, редакцией журнала «Атомная энергия» неожиданно была отвергнута. Последнюю версию этой системы не удалось передать ни разработчикам реакторов, ни в МИФИ в качестве справочника по ядерным данным – передавать оказалось некому. Школы не стало.

Будущее нашей атомной энергетики туманно.

[1] Исключением является лишь упомянутое в этом распоряжении «сооружение энергоблока БН-800 на Белоярской АЭС». Этот рекордсмен по стоимости выработки электроэнергии на АЭС для использования в двухкомпонентной ЯЭ совершенно непригоден т.к. после модификации его конструкции в соответствии с Соглашением между РФ и США по утилизации оружейного плутония (пункт 3 статьи III) обладает недостаточным коэффициентом воспроизводства.

Источник: http://proatom.ru/modules.php?...

* "Вторая проблема – экологическая – связана с накоплением отработанного ядерного топлива – ОЯТ."  - абсолютно верно! "О проблеме ОЯТ" - https://cont.ws/@kamenski/2034...

** Реакторы на быстрых нейтронах нейтронах не выход - https://cont.ws/@kamenski/1016...