Постскриптум

Б.И. Нигматулин, В.А. Пивоваров, Институт проблем энергетики, г. Москва, e-mail: nb@geotar.ru

Данная статья, это постскриптум к четырем предыдущим публикациям [1-4], посвященным результатами экспертизы ПООБ РУ БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым охлаждением. Более подробно история реакторов с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем, включая исследовательские реакторы, охлаждаемые ртутью, свинцово-висмутовые реакторы для АПЛ, проекты РУ СВБР и БРЕСТ-ОД-300, изложена в монографии [5].

Хроническая болезнь отечественной науки

История проектов с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (БРЕСТ, СВБР, реакторы со свинцово-висмутовым теплоносителем для АПЛ) далеко не нова. По той же накатанной колее двигались и многие другие проекты.

Например, больше 20 лет под покровительством Е.П. Славского и научным руководством В.Б. Нестеренко велись работы над проектами передвижной АС ПАМИР-630 электрической мощностью 820 кВт и быстрого реактора БРИГ электрической мощностью 300 МВт с диссоциирующим газом N2O4 в качестве теплоносителя. Проект увенчался сооружением двух и пуском одного реактора (ПАМИР-630), проработавшего всего 2975 часов. «Вскрытие» показало сильнейшее коррозионное воздействие газового теплоносителя на конструкционные материалы. Кроме того, фактический КПД оказался вдвое меньше обещанного. Дальнейшие работы по данному направлению были прекращены, 72 теплофизических стенда, сооруженных для его обоснования, списаны в металлолом, главным образом, в Института ядерной энергетики АН БССР, нынешнее название «Объединенный институт энергетических и ядерных исследований — Сосны».

Еще один пример из этого ряда — это двадцатилетняя эпопея МГД-генераторов. Их горячим сторонником был академики А.Е. Шейдлин и В.А. Кириллин, который в то время был еще и заместителем Председателя Совета министров СССР, Председателем Госкомитета по науке и технике СССР. Когда В.А. Кириллин ушёл со своего высокого поста, он приехал в Институт высоких температур АН СССР (ИВТАН), директором которого был А.Е. Шейдлин и стал изучать ситуацию с МГД-генератором. Ему хватило две недели чтобы разобраться, что МГД-генераторы – БЛЕФ. И больше никогда в жизни он не приезжал в ИВТАН. Об этом Б.И. Нигматулину рассказал проф. В.В. Сычев, соавтор научных работ В.А. Кириллина и А.Е. Шейдлина. Государственная копилка на этот проект была открыта настежь. Разработчики обещали огромные выгоды, буквально революцию в традиционной энергетике от применения МГД-генераторов.

В 1971 г. в СССР была пущена первая (и последняя) опытно-промышленная энергетическая установка У-25 с МГД-генератором мощностью 25 МВт. Она занимала целый цех. В таких устройствах одни только обмотки и магниты весят десятки тонн. На этом успехи МГД-преобразователей отечественной энергетики закончились. И революция случилась, но совсем не та, которую ожидали. Революционный скачок (повышение КПД электростанций почти до 60% обеспечили ПГУ — парогазовые установки. Мы увлеклись пустышкой - МГД-генераторами и пропустили газотурбинную революцию. Это стало грязным пятном на репутации Отделения физико-технических проблем энергетики АН СССР, предшественника секции энергетики РАН. А отставание в газотурбинных технологий, образовавшееся за десятилетия их бурной деятельности, осталось и сохраняется до сих пор.

Поучительной является история борщевика Сосновского, который усилиями Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук в течение 30 лет внедрялся в качестве кормовой культуры по всему Советскому Союзу — от Кавказа до Хибин. Утверждалось, что выращивать борщевик в два раза выгоднее, чем американскую кукурузу. Селекционеры были заняты выведением новых, более продуктивных сортов, лучший из которых получил название «Успех». В результате создали один из самых зловредных сорняков, заполонивших сегодня сотни тысяч гектаров в нашей стране и превратившийся в настоящее бедствие. «Успех», как говорится, превзошел все ожидания.

Во всех описанных выше историях просматривается одна и та же схема, изобретенная почти сто лет назад Президентом Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени Ленина (ВАСХНИЛ) академиком Трофим Денисович Лысенко. Схема эта проста и «эффективна», в ней всего два элемента.

Первый — это далекий от достижения реальных результатов, не терпящий мелких шажков и привыкший рисковать государственными деньгами, авторитетный ученый. Как и полагается ученому, он непрерывно генерирует идеи разной степени гениальности и активно их пропагандирует, но не среди коллег, а «простыми и ясными словами» старается донести их сразу до самого высокого руководства. Он рисует ослепительные картины будущего триумфа, прорыва и мирового лидерства, которые сулят его идеи.

В высшем руководстве находится «прогрессивно мыслящий» государственный деятель (и это второй элемент схемы), который заражается энтузиазмом авторитетного ученого, проникается его идеями, изложенными «простыми и ясными словами», становится его горячим сторонником. Государственный деятель должен быть такого «масштаба, самостоятельности и таланта», которые бы позволяли ему практически бесконтрольно распоряжаться государственными деньгами. Пораженный «широтой размаха» авторитетного ученого, он с готовностью вкладывает и душу, и бюджетные деньги в реализацию его идей.

Оказавшись под крылышком крупного государственного деятеля, авторитетный ученый тут же приступает к воплощению своих грандиозных планов. Он знакомит со своими гениальными идеями коллег, но уже не как с идеями, подлежащими обсуждению, критике или проверке, а как с руководством к действию в виде «политики института», «политики отрасли», Стратегии атомной энергетики РОССИИ до 2100 года, ФЦП и т.п. А может случиться и так, что коллеги узнают об этих идеях прямо из послания президента. После этого коллегам остается либо присоединиться к направлению, указанному авторитетным ученым, потому что основные финансовые потоки потекут именно в этом направлении, либо молча отойти в сторону и очутиться на обочине «прогресса» и финансирования. По понятным причинам первых всегда оказывается намного больше, и действуют они гораздо сплоченнее, чем отдельные диссиденты.

Авторитетные ученые такого рода очень ревниво относятся к оппонентам, допускающим малейшее сомнение в истинности их идей и прогнозов. Их тут же обвиняют в работе на зарубежных пользователей, выхолащивании инициативы президента, узко понимаемых групповых интересах, недооценке Стратегии, консерватизме и т.п. Для них закрываются двери солидных научных журналов (даже главный редактор «Атомной энергии» академик Н.Н. Пономарёв-Степной опубликовал свои критические замечания в адрес БРЕСТа не в этом, а в гораздо более скромном журнале «Ядерный контроль» [6]).

Времена, конечно, не лысенковские, критиков-маргиналов не сажают, но дают понять, что их место в лучшем случае на «ПроАтоме», как это случилось, например, с А.Ю. Гагаринским, одним из основателей Ядерного общества СССР, которому только на этом сайте и удалось опубликовать свою статью с критикой «естественной безопасности» [7].

Вот один из образчиков такой реакции авторитетного ученого, идеолога и вдохновителя проекта СВБР проф. Г.И. Тошинского — докладная записка на имя заместителя генерального директора ГНЦ РФ-ФЭИ В.М. Поплавского «О проведении НТС по статье В.А. Пивоварова» № 34-04/86 от 18.04.08.

Прошу Вас провести заседание НТС по статье Пивоварова В.А. «Новой технологической платформе — новые реакторы» [выделено, автор], опубликованной в журнале Бюллетень по атомной энергии № 2 за 2008 год, в которой недопустимо тенденциозно изложена не соответствующая действительности позиция автора в отношении технологии свинцово-висмутовых реакторов, что наносит ущерб научно-технической политике, проводимой институтом.

На заседании НТС целесообразно заслушать сообщение А.Е. Русанова, Ю.И. Орлова и мое по существу затронутых в статье вопросов, а также А.М. Цибули о процедуре получения разрешительных документов на публикацию статьи [выделено, автор].

Решение НТС, по моему мнению, следует направить для опубликования в ближайшем номере упомянутого журнала.

С уважением,

советник генерального директора Г.И. Тошинский

Для полноты картины приведем выдержку из этой многостраничной статьи [196] — пару абзацев, которые так возбудили Г.И. Тошинского:

«Опыт свидетельствует: чтобы реакторная концепция была успешной, теплоноситель должен быть радиационно стойким и максимально дружественным по отношения к конструкционным материалам и окружающей среде. Любое отступление от этого правила ведет к затяжной, дорогостоящей и, как показывает практика, безнадежной борьбе с Природой.

Примером такой борьбы является защита оболочек твэлов от тяжелого жидкометаллического (Pb-Bi) теплоносителя. За полвека было испробовано множество различных способов — подбор и легирование сталей, масса разнообразных покрытий (бериллизация, оксидирование, хромирование, молибденирование, силицирование, алитирование), ингибиторы и др. Наибольшие надежды сегодня возлагаются на оксидную пленку. Для ее создания и поддержания разработана методика, связанная с вводом в теплоноситель кислорода. Однако кислород способен образовывать не только защитную пленку на оболочке, но и свинцово-висмутовые окислы, которые могут блокировать проходное сечение. Да и сама оксидная пленка не столь уж надежная защита — она разрушается в результате механических повреждений, различия коэффициентов линейного удлинения окисла и металла во время термических циклов, эрозии. Поэтому можно ли считать безопасным реактор, над которым постоянно висит угроза растворения оболочек твэлов или зашлаковывания ТВС?»

Любые сомнения нужно пресекать в зародыше! И пресекали. Десятилетиями. Удобным инструментом для этого служили и до сих пор служат экспертные комиссии, которые и выдают упоминаемые Г.И. Тошинским разрешительные документы на публикацию статей или докладов. Такие комиссии имеются в каждой организации, так или иначе участвующей в работах в области использования атомной энергии. Теоретически они должны следить только за тем, чтобы в публикации не было данных, подпадающих под действие: Перечня сведений, составляющих государственную тайну (ст. 5 Закона Российской Федерации «О государственной тайне») или подлежащих засекречиванию, в соответствии с приказом Госкорпорации «Росатом». На практике эти комиссии, возглавляемые, как правило, представителями руководства организации, давно превратились в цензурные комитеты, которые пекутся не столько о соблюдении секретности, сколько о проведении «правильной линии», задаваемой вышестоящим руководством. Если в науке главной целью является истина, какой бы неудобной или нежелательной она ни была, то сверхзадача для чиновников — это угодить руководству. Отсюда их неустанная забота о «престиже отрасли», «политике института», «репутации направления» и т.п. Потревожить руководство сомнениями в правильности выбранного курса, неприятными известиями, например, о жидкометаллической коррозии выше их сил. Но именно голос этих чиновников в экспертных комиссиях является решающим. Они изо всех сил создают видимость единомыслия и всеобщей поддержки «единственно верного» направления. Это и позволяет не слишком щепетильным авторитетным ученым годами и десятилетиями водить за нос научную общественность и, главное, их покровителей — государственных деятелей, распоряжающихся государственными деньгами, щедрых спонсоров их неуемных амбиций.

Беда в том, что даже когда государственный деятель в какой-то момент поймет, что его надули, то исправить он уже ничего не может, как, например, Д.Ф. Устинов, который еще в 1972 году, после потери второй подряд лодки со свинцово-висмутовыми реакторами и смерти А.И. Лейпунского в разговоре с директором ФЭИ О.Д Казачковским сказал: “Мы верили в Лейпунского и чуть ли не молились на него. Но он нас так крупно подвел”» [8, с. 340]. После этого прошло еще десять лет, построено еще 6 «золотых рыбок», а седьмая разобрана на стапеле, прежде чем набравший огромную инерцию свинцово-висмутовый состав был наконец остановлен.

За многие годы или даже десятилетия потрачено столько денег, выдано столько сногсшибательных обещаний еще более высоким государственным деятелям, что заявление о провале проекта может обернуться крахом и для самого «мецената». Поэтому ему только и остается, что воспользоваться рецептом М.С. Паниковского: «Пилите, Шура, пилите…», — в надежде на то, что всё само-собой рассосется: или ишак сдохнет, или эмир помрет.

Союз авторитетного ученого «без комплексов» и чересчур амбициозного государственного деятеля — страшная сила. Их тандем, это система с положительной обратной связью: больше вранья — больше денег, больше денег — еще больше вранья и т.д., пока пирамида не рухнет под собственной тяжестью.

В результате очередной научный Наполеон может десятилетиями безнаказанно бросать научную гвардию на решение никому не нужных задач, не опасаясь для себя никаких последствий после очередного Ватерлоо. До острова Святой Елены дело еще ни разу не доходило, о чем с сожалением писал в своих мемуарах тот же О.Д. Казачковский: «У нас не принято было спрашивать отчета за те векселя, под которые выдавались средства на сооружение крупных научных установок [а уж тем более военных, добавим от себя]. Так что формальной ответственности можно было не бояться. Но ведь есть же и совесть!» [8, с. 277]. Увы, спрашивать отчета за крупные, но ничем не обеспеченные векселя не принято у нас и сегодня, а надежда на совесть с каждым годом становится все слабее.

По описанной выше схеме и развивалась полувековая история свинцово-висмутовых реакторов для АПЛ. В одном только ФЭИ над ними работало около 2500 человек. Как показано в гл. 2, это был один из самых амбициозных и провальных (после Чернобыля) проектов в истории атомной отрасли и ВМФ, одним из тех бессмысленных и очень дорогостоящих прожектов, под тяжестью которых не в последнюю очередь рухнул Советский Союз. Многие годы его пытались выдать за уникальное достижение — «Корабль, опередивший время» [9]. Кстати, некоторое время тому назад ряд академиков РАН – участников этого проекта также говорили об МГД-генераторах.

По этой же схеме действует и «Прорыв». Вы помните, как назывался первый искусственный спутник Земли? А корабль Гагарина? ПС-1 и Восток-1. Ни «Успех», ни «Прорыв» и ни «Триумф», хотя на деле это было и то, и другое, и третье. Успехом, прорывом и триумфом это стало после того, как ПС-1 был выведен на орбиту, а Восток-1 впервые доставил человека в космос, и весь мир, а не только высокопоставленный чиновник из МАГАТЭ, горячо аплодировал этим достижениям.

Другое дело, когда авторитетные ученые, заявив о своих намерениях осчастливить человечество (создать новую технологическую платформу, достичь абсолютной, т.е. естественной безопасности, завоевать мировое лидерство), опережая время, заранее называют эти грандиозные планы и маниловские мечты ПРОРЫВОМ, а залив фундаментную плиту и надежно (как им кажется) похоронив под ней сотни впустую потраченных миллиардов и тысячи бесплодных человеко-лет, громогласно на весь мир объявляют о своем триумфе — о прорыве в новую энергетику, величайшем шаге к энергетике завтрашнего дня и т.п. Иначе как фарсом всё это и не назовешь.

Налицо два совершенно разных и взаимоисключающих подхода. Если мы и дальше пойдем по второму пути, то и завтра нашими успехами будут одни только «борщевики».

Когда к государственному деятелю, влияющему на выделение бюджетных средств, приходит чересчур уверенный в себе авторитетный ученый с «необыкновенно честным лицом» и обещает немедленный ПРОРЫВ, БОЛЬШОЙ СКАЧОК и МИРОВОЕ ЛИДЕРСТВО, то в голове у этого деятеля должна загореться красная лампочка. Это верный признак очередной «научной» аферы.

Организация науки на принципах «я — начальник, ты — дурак», «нет такого провала, который нельзя было бы выдать за победу» и «чем больше денег впустую истратил, тем крупнее ученый» бесперспективна.

Когда десятилетиями надуваемый свинцовый пузырь наконец лопнет, потребуется провести люстрацию и на пушечный выстрел не подпускать особо активных деятелей «Прорыва» к атомной энергетике. За многие годы они настолько привыкли враньё, халтуру и показуху выдавать за научную работу, что ожидать от них каких-то иных результатов в будущем не приходится. В равной степени ответственность должны понести и те, кто десятилетиями лоббировал и покрывал всю эту пустопорожнюю деятельность, одобрял ее на научно-технических советах, фальсифицировал экспертные заключения и, наконец, выдал лицензию на сооружение энергоблока, закрыв глаза на сотни вопиющих отступлений от требований ФНП и культуры безопасности.

Предсказание Б.И. Нигматулина [10] о том, что проект «Прорыв» с высокой вероятностью окажется прорывом в никуда, полностью оправдалось. Само направление этого прорыва оказалось ложным. Применение свинца для быстрого реактора было простым, понятным и совершенно неправильным решением. В результате потраченных десятилетий и миллиардов не получено ничего, что могло бы пригодиться для существующей или будущей атомной энергетики — ни новых плодотворных идей, ни новых конструкционных материалов, ни инновационных технологий, ни кодов «нового поколения», ни ценных экспериментальных данных, ни полезных экспериментальных установок. Ни-че-го!!!

Разговоры об «инновационности» проекта, которая якобы оправдывает все его недостатки, — это не более чем миф и самореклама. В действительности проект РУ БРЕСТ-ОД-300 (сложной, ненадежной, нетехнологичной в изготовлении и неудобной в эксплуатации) электрической мощностью 300 МВт в металло-бетонном корпусе диаметром 26 и высотой 17 м (больше чем у РБМК) представляет собой крайне несовременную и даже архаичную конструкцию. Это динозавр реакторной технологии. Подобные проекты могли бы всерьез рассматриваться в конце 60-х — начале 70-х годов прошлого века на заре атомной энергетики, например ВК-500 в железобетонном корпусе - оказался пшиком, но денег на него было потрачено значительно меньше, чем на «Прорыв».

Достаточно сравнить этот проект с современными разработками, например с уже лицензированным проектом ESBWR [11] электрической мощностью 1500 МВт —одноконтурным кипящим реактором с естественной циркуляцией теплоносителя, вероятность тяжелой аварии которого оценивается величиной 3∙10–8 на реакторо-год (напомним, что фактическая частота тяжелых аварий предшественников РУ БРЕСТ — свинцово-висмутовых реакторов составила 1 авария на реакторо-год). На рис. 1 оба реактора показаны примерно в одном масштабе. Как видно, можно обойтись и без восьми модулей ПГ, и без четырех ГЦНА, без 10 000 тонн свинца и его регулярной водородной очистки, без гигантского металло-бетонного корпуса…

ESBWR — это кипящий реактор на тепловых нейтронах с оксидным урановым топливом. Если нам действительно понадобится быстрый спектр, то, как показано в работах [13, 14], такая опция в кипящем реакторе тоже возможна. Речь идет о концепции водоохлаждаемого реактора с уменьшенным замедлением нейтронов RMWR (Reduced-Moderation Water Reactors, см. рис. 2).

Перевод кипящего реактора с UO2 и квадратной решеткой твэлов на МОХ-топливо с треугольной решеткой (d = 14 мм и h = 15,5 мм), уплощенная активная зона выстой 40 см с воспроизводящими бланкетами толщиной 40 × 20 × 40 см позволяют получить КВ ≈ 1,03 и реализовать таким образом режим топливного самообеспечения.

Логично предположить, что одноконтурный БР, охлаждаемый кипящей водой в режиме естественной циркуляции, может быть гораздо более безопасен и дёшев, чем громоздкий двухконтурный или трехконтурный реактор, охлаждаемый тяжелым коррозионно-агрессивным свинцом или взрыво- и пожароопасным натрием. Этот пример говорит о том, что быстрые реакторы не обязательно обречены на использование жидкометаллического, а тем более тяжелого теплоносителя. Возможны и другие варианты.

               (а)                                                           (б)

Рис.1 Сравнение лицензированных проектов РУ БРЕСТ-ОД-300 (а) и ESBWR-1500 (б)

По заявлению гендиректора Росатома [15], БРЕСТ-300 «это прообраз большой промышленной установки… Мы будем технологию быстрых жидкометаллических реакторов масштабировать на крупные промышленные блоки по всей стране».

Господа! Мы действительно хотим застроить нашу страну этими допотопными свинцовыми монстрами? Мы действительно верим, что команде, которой за 30 лет, при небывало щедром финансировании и полной монополии на «инновационность», не удалось создать даже работоспособной экспериментальной петли на действующем реакторе, можно доверить будущее атомной энергетики страны и чуть ли не всего мира, и они действительно осчастливят человечество?

Список литературы

1. Нигматулин Б.И., Пивоваров В.А. О концепции безопасности РУ БРЕСТ-ОД-300. ‒ На сайте ProAtom, 22/05/2023, http://proatom.ru

2. Нигматулин Б.И., Пивоваров В.А. Фундаментальные проблемы проекта БРЕСТ-ОД-300. ‒ На сайте ProAtom, 09/06/2023, http://proatom.ru

3. Нигматулин Б.И., Пивоваров В.А. Расчетно-экспериментальное обоснование ключевых элементов и безопасности РУ БРЕСТ-ОД-300. ‒ На сайте ProAtom, 20/06/2023, http://proatom.ru

4. Нигматулин Б.И., Пивоваров В.А. Экспертиза безопасности РУ БРНСТ-ОД-300. ‒ На сайте ProAtom, 03/07/2023, http://proatom.ru

5. Нигматулин Б.И., В.А. Пивоваров. Реактор с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса. ‒ М.: «Литтерра», 2023.

6. Пономарёв-Степной Н.Н. О возможностях и путях осуществления инициативы Президента Российской Федерации. ‒ Ядерный контроль, т. 7, № 2(56), 2001.

7. Гагаринский А.Ю. Что же такое «естественная безопасность». ‒ На сайте ProAtom, публ. 25.04.2014, http://proatom.ru

8. Казачковский О.Д. Записки физика о войне и мире. ‒ Обнинск, ГНЦ РФ-ФЭИ, 2010.

9. Григорьев Б.В. Корабль, опередивший время. История создания и эксплуатации атомных подводных лодок проекта 705. ‒ СПб.: Тайфун, 2003.

10. Нигматулин Б.И. Свинец ‒ всему делу венец. ‒ На сайте ProAtom, публ. 25.12.2012, http://proatom.ru

11. ESBWR’s passive approach to improved plant economics. ‒ Modern Power Systems, Sept. 2005, p. 34-37.

12. БРЕСТ: быстрый реактор со свинцовым теплоносителем и пристанционным топливным циклом. ‒ На сайте Атомная энергия 2.0, 14 сентября 2012, https://www.atomic-energy.ru/technology/36000

13. Okubo T., Shirakawa T., Takeda R., Yokoyama N., Iwamura T., Wada S. Conceptual Designing of Reduced-Moderation Water Reactors (1) – Design for BWR-Type Reactors. Proc. ICONE-8, (2000), ICONE-8422."Приемлемость замыкания топливного цикла ядерной энергетики"

14. Uchikawa S., Okubo T., Kugo T., Akie H., Takeda R. et. al. Conceptual Design of Innovative Water Reactor for Flexible Fuel Cycle (FLWR) and its Recycle Characteristics. ‒ Journal of Nuclear Science and Technology 44 (2007), p. 277–284.

15. В Северске началось строительство уникального энергоблока с реактором БРЕСТ-ОД-300. ‒ На сайте Страна РОСАТОМ, 08.06.2021, https://strana-rosatom.ru/2021/06/08/v-severske-nachalos-stroitelstvo-un/

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

P.S. Помимо этого порочной является сама концепция замкнутого цикла: "Приемлемость замыкания топливного цикла ядерной энергетики"- https://cont.ws/@kamensk...