Генерация «А»

Развитие атомных технологий в значительной мере связано с развитием смыслов цивилизации. Представьте мир без ядерного оружия – разрушительные глобальные конфликты очевидно неизбежны. Представить мир чистой атомной энергетики сложнее. Мешают фантомные боли Три-Майл-Айленда, Чернобыля и Фукусимы. Представить, что атомная промышленность – это источник изотопных ресурсов для новых технологий, мы еще не решаемся, а то, что именно атомная гонка стала ключевым катализатором генетики, кибернетики, космонавтики, информационных и многих других технологий, мы уже забыли. Ядерный оружейный комплекс по-прежнему остается определяющим силовым аргументом на планете, но о нем не принято говорить вслух. Атомная генерация, которая не дает выбросов парниковых газов, по сути, единственный значимый регулятор климата Земли, но осознать нам это еще только предстоит. Формула Эйнштейна для абсолютной энергии вещества Е = мс2 – это и есть формула, с которой работает атомная энергетика. В эти дни атомная отрасль России отмечает 75-летие. На актуальные вопросы развития атомных технологий отвечает генеральный директор железногорского Горно-химического комбината Дмитрий Колупаев.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

– Дмитрий Никифорович, по оценкам экспертов, в этом году сделан большой прорыв в новую эпоху энергетики – фактически наша страна первой в мере начала переход в промышленных масштабах на использование смешанного уран-плутониевого оксидного топлива (МОКС-топлива) в реакторе на быстрых нейтронах. Первая партия серийного МОКС-топлива, произведенного на ГХК, уже загружена и начала давать энергию. Как серьезно пришлось перестраивать производство, прежде ориентированное на оборонные нужды?

– Давайте начнем с того, что гособоронзаказ по основному продукту на Горно-химическом комбинате был снят двадцать пять лет назад. И перестраивать ничего не пришлось. Пришлось строить новые производства. Хотя слово «пришлось» в этом случае не совсем точно, поскольку означает принуждение. Напротив, Горно-химический комбинат приложил все усилия, чтобы эти важнейшие и интересные задачи решались у нас на комбинате. Что касается экспертов, прорывов и новой эпохи, то это скорее риторика маркетологов. По факту вы правы – первая партия серийного МОКС-топлива, изготовленная на ГХК, в январе этого года была загружена в быстрый реактор БН-800 Белоярской АЭС и успешно работает. И вы правы в том, что сегодня только у Росатома есть быстрые реакторы промышленной мощности, БН-600 и БН-800. Оба на Белоярской станции, причем БН-600 работает с 1980 года, но на урановом топливе.

– Развернутое на ГХК уникальное производство МОКС-топлива – важная часть большой стратегической задачи, поставленной Росатомом, по переходу на систему двухкомпонентной атомной энергетики. Почему этот так важно сделать и в чем сложность реализации?

– Основу, с которой все начинается, урановую руду, мы берем из природы. Но представьте, что только семь из тысячи атомов природного урана могут быть использованы для получения энергии в тепловых реакторах. Семь из тысячи. Это атомы легкого изотопа, урана-235. Остальные атомы – это уран-238, и вопрос именно в них, потому что их тоже можно превратить в высокоэффективное ядерное топливо – плутоний. Превращая уран-238 в топливо, мы увеличиваем ресурсную базу в 140 раз, это очень впечатляющий показатель. Не раз делали приблизительные расчеты этого потенциала, все они сходятся в одном – если в полной мере замкнуть ядерный топливный цикл, то запасов урана, который мы уже имеем в виде ОЯТ (отработавшего ядерного топлива) и «хвостов» после обогащения, хватит на сотни и тысячи лет всему человечеству. И эта энергия безопасна для климата, поэтому мы можем производить ее в неограниченных количествах. Уран превращается в плутоний во время работы топлива в реакторе, поэтому и возникает цикл. Первая загрузка в обычный реактор на обычном урановом топливе. Там сгорает уран-235 и нарабатывается плутоний. После переработки полученного ОЯТ формируется загрузка для быстрого реактора, где основной делящийся материал уже плутоний. В быстром реакторе плутоний не только сгорает, но и нарабатывается в количестве большем, чем сгорело. И далее попеременно, через переработку и фабрикацию нового топлива: тепловой реактор – переработка – фабрикация – быстрый реактор – переработка – фабрикация – тепловой реактор, и так далее. Здесь очень много нюансов, но в итоге важно то, что в энергобалансе мы увеличиваем эффективность природного урана как топлива более чем в 140 раз. При этом переработка и фабрикация регенерированного топлива будут происходить в первую очередь на Горно-химическом комбинате.

– Насколько наша страна сейчас близка к мечте атомщиков по замыканию ядерного топливного цикла? Это станет реальностью уже в самом ближайшем будущем? Есть понимание, как это отразится на перспективах мировой энергетики?

– В технологии это уже реальность, все ключевые компоненты существуют, последними как раз стали быстрый реактор БН-800 и завод МОКС-топлива на Горно-химическом комбинате. У нас еще нет переработки топлива нового поколения, скоро мы приступаем к пусконаладке такого производства. Но если говорить о Росатоме в целом, то переработка топлива первого поколения есть на МАЯКе. В России, в принципе, подобной технологией владели три комбината, которые производили плутоний, – МАЯК, ГХК и СХК. То есть этот компонент в принципе существует, вопрос только в том, что необходимо сделать его современным, и это мы сегодня делаем на Горно-химическом комбинате. Но замкнутый цикл – это не просто наличие технологий, это сложный организованный процесс, где в нужных количествах сбалансированы все составляющие. Представьте, например, организацию воздушных перевозок: диспетчеры, самолеты, аэропорты, экипажи, пассажиры, поставка топлива, бортового питания, обучение персонала. И ключевой отсекающий критерий – безопасность. Если мы говорим о двухкомпонентном цикле, то чтобы в полной мере выйти на такой режим, нужно еще минимум двадцать лет, в первую очередь необходимо построить еще несколько быстрых реакторов и нарастить мощности переработки и фабрикации. На перспективах мировой энергетики это может отразиться самым положительным образом. Если нам удастся сделать действительно эффективный, а главное, безопасный замкнутый топливный цикл, то атомная энергетика будет популярна и займет гораздо больший сегмент на рынке. Давайте рассмотрим такой пример: сегодня все большую популярность приобретают электромобили, но люди не осознают, что электрокар, заряженный энергией, произведенной на угольной станции, наносит экологии больший ущерб, чем сопоставимый по мощности автомобиль с бензиновым двигателем. Надо вешать на электрозаправках объявления: «Электроэнергия выработана на тепловой станции, 1 А/ч столько-то килограмм СО2». И, аналогично, энергия АЭС – ноль СО2. Разумеется, нужен баланс с другими источниками, солнце, ветер, но опыт Франции показывает, что атомная энергетика может занимать до 85 % генерации.

– Французские атомщики уже сейчас хорошо зарабатывают на переработке ОЯТ, производя на выходе топливо для станций. Запускаемые сейчас в серию российские технологии позволят нам потеснить лидеров на мировом рынке?

– Французы очень хорошие атомщики, если вспомнить историю, то явление радиоактивности было открыто в Париже Анри Беккерелем. На сегодняшний день они лидеры в обращении с ОЯТ, как раз в организации бизнес-процесса. И они имеют производство МОКС-топлива для тепловых реакторов. Но у них нет ключевого компонента – быстрого реактора. Их «Суперфеникс» проработал недолго и был остановлен по соображениям «общественной безопасности». В результате их технологии хорошо и качественно позволяют сделать два рецикла, то есть, возвращаясь к началу интервью, сжечь, условно, 40–50 из 1 000 атомов природного урана. То, что делаем мы, позволит при заметно лучшей экологии производства практически снять ограничения по рециклам. Но когда вы говорите о рынке атомных технологий, всегда надо иметь в виду не только технологию и экономику, но и политику.

– Между тем направление производства МОКС-топлива далеко не единственный уникальный проект ГХК. На какой стадии сейчас находится проект строительства опытно-демонстрационного центра по переработке ОЯТ?

– В этом году мы должны завершить строительство ОДЦ и приступить к очень непростому процессу пусконаладки. Но если вы говорите об уникальности проектов ГХК, то стоит рассматривать их в комплексе. Сегодня у нас на площадке одного комбината сформирован уникальный комплекс переделов. Перспективная переработка ОЯТ, фабрикация топлива из продуктов переработки и – безопасное долговременное хранение ОЯТ в «сухих» хранилищах камерного типа. Последний элемент имеет тоже большое значение потому, что гораздо проще хранить ОЯТ, чем плутоний, полученный при его переработке. Плутоний деградирует при длительном хранении, и его требуется переочищать, а это дополнительная и сложная операция. Поэтому его надо сразу после переработки ОЯТ пускать на фабрикацию топлива. Больше нигде в мире нет такого комплекса переделов на одной площадке, как у нас. С учетом требований к транспортировке ядерных материалов и стыковке технологий это вырастает в заметное конкурентное преимущество. Кроме того, уже начались работы по жидкосолевому реактору – это новый компонент для обеспечения экологической безопасности. Такого нет нигде в мире, и это новый уровень. Посмотрите, какой путь прошли компьютеры от «машинных залов» до лэптопов. Путь развития атомных технологий не менее впечатляющий. Нашей атомной отрасли сегодня 75. За это время мы очень многое поняли, многое переосмыслили и очень многое сделали. Сегодня наступает качественно новый этап – воплощение тех технологий, о которых мечтали еще основатели отрасли.