О чем другие молчат-III сезон: ЗЯТЦ (финальная часть) – 15.10.2020

Завершающая вторая часть темы ЗЯТЦ в передаче "О чём другие молчат."

МК ― Марат Касэм

БМ ― Борис Марцинкевич.

МК:

- Пятнадцать часов, три минуты в Москве. Сегодня пятнадцатое октября 2020 года. Программа «О чём другие молчат». Мы работаем в прямом эфире. Меня зовут Марат Касэм, а главный герой ― эксперт по геоэнергетике Борис Леонидович Марцинкевич, мой уважаемый соведущий. Приветствую, Борис.

БМ:

- Всем добрый день.

 

МК:

… - Обсуждать будем сегодня мы снова ЗЯТЦ.

БМ:

- Замкнутый Топливный Ядерный Цикл.

МК

- Совершенно верно! Борис, спасибо. Хотя я понял уже по прошлой программе. Да ― у нас уже есть одна программа на эту тему, она была неделю назад. Если вы сегодня впервые нас увидели, впервые подключились к нашему стриму, то обязательно посмотрите первую часть, самые азы, тот фундамент, который был восемь дней назад, в прошлую среду.

А я расскажу, тем временем, что я выяснил в этом стартовом ликбезе. Значит, из всего добытого из земли урана в дело идёт только уран 235, а сотни тысяч тонн неиспользуемого урана скапливаются на площадках вокруг обогатительного завода. Уран 238, который побывал в активной зоне реактора, находится там, практически, в виде балласта. То есть сколько, практически, поместили, столько же и извлекли в виде облучённого ядерного топлива. При этом в облучённом ЯТ остаётся немного «невыгоревшего» урана 235 и образуется небольшое количество энергетического плутония. И то, и другое можно из состава ОЯТ извлечь при переработке, а вот уран 238 опять никому не нужен, опять идёт на склад. Это с экономической точки зрения совершенно невыгодно, а поэтому физики-атомщики ищут способ задействовать уран 238 на что-нибудь полезное. То есть сделать такое безотходное производство. И вот всё это вместе взятое: бесконечный балласт из урана 238, извлечённый из ОЯТ не до конца выгоревший уран 235 и образовавшийся в нём энергетический плутоний ― имеют, как раз отношение к замыканию ядерного топливного цикла, о чём у нас уже вторая передача и о чём ты не успел всё, что хотел рассказать в первой.

И сейчас у тебя, в общем-то, два варианта. Либо показать, где я ошибся в своих измышлениях, либо признаться, что я дружу немножечко с логикой и продолжить рассказ о Замкнутом Ядерном Топливном Цикле. Выбирай.

 

БМ:

- Тут выбирать-то не приходится, потому что с логикой у тебя действительно всё в порядке, не зря ты в РУДН учился, не просто так всё. Действительно, основной посыл, для чего разрабатывалась ещё одна технология ― этот тот самый «бесконечный» уран 238, который образуется, действительно, в двух местах: при обогащении по урану 235 [...] и при переработке облучённого ядерного топлива тоже опять никому не нужен и он складируется и на тех площадках, где идёт переработка ОЯТ. Стоит он достаточно дорого, потому что его когда-то извлекали, обогащали руду, химически перерабатывали и так далее. Не использовать его, продолжать добывать уран в шахтах, карьерах, при помощи подземного выщелачивания и т.  д. - это, как бы, не самый разумный вариант. Здесь уже всё готово и даже транспортировать никуда не надо ― всё на месте.

Наверное, нужно будет отмотать немножко в сторону, потому что без реакторов на быстрых нейтронах замкнуть ядерный топливный цикл не получится. Поэтому нужно вспомнить, что такое нейтроны быстрые и нейтроны медленные.

Традиционные водо-водяные реакторы, основная рабочая лошадка атомной энергетики, - это реакторы, работающие на замедленных нейтронах. Или как их профессионалы называют на «тепловых» нейтронах. Напомню, что в атомной, в ядерной физике теплота и скорость ― приблизительно одно и то же. Чем выше температура, тем выше скорость элементарных частиц и наоборот. «Медленные» и «быстрые» - как-то исторически сложилось, что медленные называют тепловыми, а быстрые ― быстрыми.

Напомню, что причина, по которой используется только уран 235 ― потому что он делится и в нём возможна цепная реакция. Та самая школьная история: нейтрон ударил в ядро урана, ядро, ядро распалось на две части и образовалось два нейтрона ― это всё про уран 235, уран 238 себя так не ведёт. Он не желает делиться, на нём цепная реакция деления невозможна. Он достаточно инертен, но время от времени, с небольшой вероятностью в нём тоже начинает происходить ядерная реакция, он принимает нейтрон внутрь себя и через пару превращений, ядерных образуются изотопы урана, о которых я говорил: 239,240,241.

Интереснее всего именно 239, потому что именно этот плутоний тоже участвует в ядерных реакциях, то есть его тоже можно использовать для получения энергии. Собственно говоря, в обычных реакторах так и происходит. Вот образовался плутоний 239, пока топливо в тепловыделяющей сборке не выдернули, он тоже начинает реагировать, но не весь. Часть его прореагировать не успевает, и вот он лежит в составе всего, что содержит облучённое ядерное топливо. Там есть «недогоревший» уран 235, есть образовавшийся и не «выгоревший» плутоний 239 и его изотопы. Изотопы ― я просто напоминаю ― была довольно большая дискуссия в МАГАТЭ, МАГАТЭ возражала против технологий связанных с образовавшимся плутонием, намекая на то, что это может привести к нарушению договора о нераспространении ядерного оружия. Но тем не менее, профессионалы ядерной отрасли говорят, что здесь не «чистый» плутоний 239, здесь комплекс его изотопов, который не позволяет его использовать для создания ядерных боезарядов, поэтому можно его считать совершенно мирной частью, мирной составляющей атомного проекта. Вроде бы дискуссия более-менее склоняется к тому, что правы атомные энергетики, но МАГАТЭ пока ещё до конца не успокоилось.

Почему используется замедлитель? Для чего нейтроны делают «медленными»? Они вообще после акта деления достаточно быстрые, то есть энергии у них много.

Причина - я вам рассказывал уже неоднократно: уран 238 охотно поглощает, принимает в себя быстрые нейтроны. И тогда те до урана 235 не успевают добраться. То есть, все нейтроны «съедены» ураном 238 и у урана 235 нет причины для начала цепной реакции. Так, собственно говоря, в реакторах появилась вода. Она замедляет нейтроны ― это раз. Два ― она уносит тепло из активной зоны реактора, для того, чтобы передать в следующем контуре воде, которая превращается в пар, которая идёт на турбину.

Ещё в 1946 году Энрико Ферми - это человек, который создал первый в мире ядерный реактор, ту самую «Чикагскую поленницу», высказал общую идею о том, что можно было бы работать с реакторами работающими на быстрых нейтронах, то есть не используя замедление. Идея тоже связана именно с тем, что остаётся неиспользованным уран 238. Если мы не замедляем нейтроны, но добиваемся того, чтобы их было значительно больше, чем в тепловых реакторах, в обычных, традиционных, тогда их становится настолько много, что их хватает для деления урана 235, и для того, чтобы 238 уран, который в топливе содержится, превращался в плутоний, в энергетический плутоний. Если больше образуется 239 плутония, значит он не весь прореагирует, значит в облучённом ядерном топливе его будет дополнительное количество, его можно использовать дальше.

Первое время было не до этого. Почему Энрико Ферми заговорил об этом в 1945 ― потому что... То есть в 1946, в 1945, как известно, американские физики провели эксперимент, насколько хорошо работает атомное оружие. Выяснилось, что да, замечательно: семьдесят тысяч трупов в Хиросиме, что-то там около ста тысяч трупов в Нагасаки ― всё прекрасно. На самом деле, если цинично к этому подходить, то выяснили, что плутоний действительно активней участвует в реакциях распада, они быстрее идут. Потому что взрыв над Хиросимой ― это двадцать килограмм оружейной чистоты урана 235, и там прореагировало только шесть процентов урана. А взрыв над Нагасаки - это плутоний, его было всего шесть килограмм, прореагировало больше двадцати процентов. Вот экспериментально выяснилось, что энергию за счёт реакции деления плутония 239 вовсю можно использовать.

Сразу же возникает вопрос. Если нейтроны должны оставаться быстрыми, значит воду из этого реактора мы удаляем сразу, потому что вода замедляет нейтроны приблизительно в миллион раз. То есть она не подходит никак. Значит это должен быть некий материал, который пропускает нейтроны, не забирает их на себя, оставляет их все внутри реактора ― это раз. И два ― он должен уметь нагреться и в теплообменнике отдать всю свою температуру, которая в дальнейшем будет использована для производства электроэнергии. Лучше всего для этого подходят металлы по своим физическим и химическим характеристикам. И, собственно говоря, оставалось «пуститься в путь» и придумать, какой же именно металл для этого подойдёт, сколько нужно контуров, достаточно ли двух. То есть металл, который нагрелся и отдал свою температуру в теплообменнике воде ― хорошо это или плохо.

Первый исследовательский реактор был построен в 1951 году в США, Климентайн. Там в качестве теплоносителя решили попробовать использовать ртуть. Достаточно быстро убедились, что ртуть не подходит, потому что она ведёт себя крайне агрессивно по отношению к материалам внутри реактора, она токсична, пары её токсичны. То есть это не пошло.

В 51 [55? - моё] году там же в Штатах появился исследовательский реактор EBR-1, там пробовали уже не ртуть а смесь натрия и калия. И тоже не пошло. Он проработал, какие-то эксперименты на нём шли, но в шестьдесят четвёртом его уже закрыли. В 56 году быстрый реактор - два был построен в Советском Союзе. Там тоже в качестве теплоносителя использовали ртуть, тоже убедились, что она не работает. Причины, почему не опирались на результаты, полученные в США, понятны: ядерная гонка, контакты между странами были минимальны. Выяснилось, что с ртутью работать нельзя, и через два года был запущен БР-5, который работает уже на чистом натрии. Натрий — это легкоплавкий металл. И сразу же пошли положительные моменты, которые с ним связаны. Он способен нагреваться до температуры порядка пятьсот градусов, не закипая. Соответственно, в водно-водяном реакторе вода движется внутри активной зоны при давлении порядка ста шестидесяти атмосфер. Если такое высокое давление, значит высокие требования к материалу корпуса реактора. Натрий при обычной одной атмосфере может набрать пятьсот градусов, значит давление там обычное атмосферное. Значит меньше вероятность реакции из-за... Понятно, чем выше давление, тем больше риски хоть каких-то аварий, и значительно меньшие требования к корпусу реактора. Ему не надо держать такое давление, у него всё хорошо.

Отрицательный момент: химическая активность натрия. При соединении с водой он просто загорается, ничего с этим сделать нельзя. Поэтому, технологии отрабатывали не торопясь.

Тем более, для того, чтобы перерабатывать облучённое ядерное топливо, требуются химические предприятия. Они достаточно дорого стоят. Весь эксперимент с выводом быстрых реактором из экспериментальной стадии в промышленную достаточно дорог. Нужно научиться работать с натрием так, чтобы не было пожаров, утечек и так далее. Тем не менее работы шли. Сейчас, как известно, два опытно-промышленных реактора в мире есть. Оба они работают в России, в составе Белоярской атомной электростанции, 3-й и 4-й реакторы. Больше таких нигде нет, по разным причинам.

Идея заключалась в следующем: в самой активной зоне, где происходит ядерная реакция, туда же, но не для того чтобы они участвовали в самой ядерной реакции, устанавливаются бланкеты из урана 238. Они стоят себе спокойно, но поскольку очень высокий, плотный поток нейтронов, там тоже нарабатывается плутоний. И если пустить в переработку то, что содержится в этих бланкетах, неработающих, извлечь оттуда этот плутоний, мы получаем дополнительное топливо. Вот, собственно говоря, вся идея.

Урана 238, на предыдущей передаче уже заметили, счёт идёт на миллионы тонн, с учётом того, что все ядерные державы занимались обогащением урана, соответственно, везде это есть. Экономически это рано или поздно должно стать выгодным. Остался вопрос просто отработать эту технологию. Вот такая предпосылка была. Для того, чтобы замкнуть ядерный топливный цикл, идея следующая: извлекаем из облучённого ядерного топлива оставшийся уран 235 и энергетический плутоний, формируем новое топливо, размещаем его в активной зоне реакторов на быстрых нейтронах, где идёт не только ядерная реакция, позволяющая вырабатывать электроэнергию, но идёт и наработка энергетического плутония 239 из никому не нужного, балластного урана 238 и, соответственно, перерабатываем эти бланкеты, добавляем плутоний в топливо, процесс пошёл. В результате можно задействовать все запасы, накопившегося урана 238. Такие были теоретические предпосылки, такими были первые эксперименты.

Эксперименты шли не только в Советском Союзе, не только в США. Тогда же, в пятидесятые годы был построен исследовательский реактор в Англии, в пятьдесят девятом, DFR — аббревиатура. Он работал до семьдесят седьмого года. Были исследовательские реакторы в германии, были в Японии. Германия и Япония дошли до стадии строительства энергетических реакторов, то есть уже не исследовательских, которые давали электроэнергию. Было два реактора на быстрых нейтронах во Франции. По-моему всё.

И только в Советском Союзе они вышли и « не ушли» обратно, продолжают развиваться. Перспективы в общем-то есть. То, что сейчас говорит Росатом: он надеется, что в следующее десятилетие, то есть в тридцатых годах, все технологии связанные с закрытием ядерного топливного цикла будут освоены, можно будет выходить на промышленную стадию. В этом случае, того количества урана 238, который накопился в мире на обогатительных заводах, на заводах по переработке облучённого ядерного топлива, по предварительным прикидкам хватит на ближайшие три тысячи лет. Оптимистически настроенные физики — атомщики говорят, что за это время мы, наконец-таки освоим термоядерную энергетику и наступит, наконец, полное счастье, планета Земля будет обеспечена энергетическими ресурсами на всё время её существования. Вот такая перспектива.

 

МК:

- Спасибо. А если говорить о географическом аспекте, так сказать, то построить реакторы на быстрых нейтронах могут только те страны, которые освоили переработку ОЯТ, правильно? То есть нет такой технологии — нет возможности выделять из ОЯТ все составляющие. И нет, соответственно, возможности реализовать производство МОКС-топлива. А нет МОКС-топлива — нет возможности обеспечить плотный поток нейтронов. В связи с этим: какие страны освоили возможность перерабатывать ядерное топливо, кто первым освоил производство МОКС-топлива? И раз реакторы на быстрых нейтронах имелись только в Советском Союзе, а теперь и в России — чья это всё-таки придумка?

БМ:

- МОКС-топливо, напомню просто, если кто успел забыть, Mixed-Oxide fuel - это два оксида. Оксид урана и оксид плутония. То есть, мы извлекли из облучённого ядерного топлива уран и плутоний, то и другое соединили химическим способом с кислородом, сформировали топливо, отправили в реактор. Так эта идея выглядела. И так она была реализована. Реализована она, действительно, была там, где умеют обрабатывать облучённое ядерное топливо. Таких стран было всего четыре. Советский Союз, Франция, Великобритания и Япония. При этом комплекс в Селлафильде был закрыт по самым разным причинам. Япония тоже отказалась от этой технологии. На день сегодняшний переработкой облучённого ядерного топлива ведётся только во Франции и в России.

Первые заводы по переработке топлива у нас были организованны, разумеется, на комбинате «Маяк», потому что именно там начиналось производство оружейного плутония. То есть там изначально были химические радиотехнические заводы. Соответственно, там как бы по профилю. Впервые технологию производства МОКС-топлива освоили не в Советском Союзе, а во Франции. Причём, освоили её не для того, чтобы использовать исключительно в реакторах на быстрых нейтронах. Во Франции было два таких реактора, Феникс и Суперфеникс. Если Феникс был закрыт по технологическим причинам, то Суперфеникс, как считают французские атомщики, - исключительно из-за общественного мнения. Вроде бы хороший проект, вроде бы всё было в порядке, но тем не менее взяли и закрыли.

То топливо, которое производится во Франции используется в обычных легководных реакторах, водно-водяных. Выяснили, что определённое количество МОКС-топлива можно добавлять без дополнительной модернизации всего оборудования, если она и требуется, то не очень большая. Но лицензию на частичное использование МОКС-топлива даёт только МАГАТЭ. Далеко не везде с этим удалось справиться. Лицензированных реакторов на территории Европы сорок штук, в Японии — семнадцать штук, в США — ноль. Вот такая грустная у них история. Мы пока это топливо не использовали, сейчас в «режиме онлайн», пока мы с тобой сидим разговариваем, идёт освоения МОКС-топлива, прежде всего, на реакторе БН-800, на Белоярской атомной электростанции. И следующий этап исследований — это частичная загрузка МОКС-топлива в активную зону реактора ВВР-1200 и ВВР-ТОИ. Оно в плане, но пока ещё к реализации не подошли. Набирают экспериментальные данные что бы... Ну, главная задача атомной энергетики — чтобы обеспечить ядерную безопасность и радиационную безопасность. Поэтому, пусть лучше перестрахуются, пусть лучше поизучают все физико-химические характеристики и так далее. Так что всё началось во Франции

Это выгодно по той причине, что у Франции два завода по переработке облучённого ядерного топлива. Они перерабатывают не только то, что образовалось в ядерных реакторах в самой Франции. Они охотно принимают заказы, за приличные деньги от тех стран, где атомные электростанции есть, а переработки облучённого ядерного топлива нет. Потому что, ну, это — проблема. Если помнишь, после того, как облучённое ядерное топливо из активной зоны вытащили , в нём продолжаются ядерные реакциии тех осколков, которые образовались в результате всех этих ядерных реакций. Топливо греется. Поэтому его держат в пристанционных бассейнах выдержки, охлаждают проточной водой — а дальше-то что с ним делать? Речь идёт о сотнях тонн. Плутоний, который там остался, тоже радиоактивен. Период полураспада у него двадцать четыре тысячи лет. Его тоже надо либо захоранивать, либо что-то с ним делать, чтобы радиация не нанесла вреда ни человеку, ни природной среде.

Франция предлагает: дайте нам. Произведём МОКС-топливо, то что мы переработать не сможем вы заберёте, но вам хоть немножко станет полегче, часть радиации мы у вас заберём. В похожем режиме работает Росатом. Те атомные электростанции, которые были построены Советским Союзом, те, которые сейчас строятся в России, они все с контрактом на переработку облучённого ядерного топлива. После того, как топливо отлежится пять лет в этих бассейнах выдержки, его можно будет транспортировать на «Маяк», из него извлекут «невыгоревший» уран 235 и энергетический плутоний и оставят в своём распоряжении уран 238.

В чём выгода для стран, использующих атомную энергетику, понятно: по меньшей мере этот балласт из сотен тонн урана 238 остаётся в России. То что им привозят обратно, - это уже меньше по объёму, решать проблемы с захоронением, утилизацией, хотя бы не на сотни тонн речь идёт. Чем это выгодно для России, тоже понятно. Если будет освоена вся цепочка, технологическое производство МОКС-топлива, для нас это — источник сырья, причём нам же ещё и платят деньги за то, чтобы мы его забрали. По-моему, очень правильный подход.

Пока вот так. Но вовсе не обязательно использовать в реакторах на быстрых нейтронах именно МОКС-топливо. Первый промышленный реактор, который был в Советском Союзе построен в семьдесят третьем году на территории Казахстана, начал работу реактор БН-350. Он использовался не только для получения электроэнергии. Тепловая энергия шла на то, чтобы опреснять воду. Там всё было в порядке, он в девяностые годы был закрыт, но это тоже было решение связанное не с технологией, а с политикой. Было подписано соглашение Казахстана и США, его принудительно закрыли. Город Шевченко, который там был, он там без пресной воды, но это уже мёртвый город, население разбегается, потому что тяжело работать там, где воды нет.

Там же, на этом реакторе БН-350, отрабатывались технологии работы с натрием. Жидкий натрий, все эти, химические, так сказать проблемы... Но там в активной зоне не было плутония, в активной зоне БН-350 обычный обогащённый по содержанию уран. Но обогащение здесь — требуется более плотный поток нейтронов — обогащение не до пяти процентов, а до двадцати семи доходило, практически. Потому что это строилось ещё до того момента, когда МАГАТЭ ввёл порог, о том что в ядерной энергетике нельзя использовать уран, обогащённый больше, чем двадцать процентов. В активной зоне БН-600, тоже Белоярской АЭС, тоже используется урановое топливо, плутония там тоже нет. И только на БН-800 началось освоения использования МОКС-топлива. То есть только-только сейчас, всё самое свежее. БН-800, я напомню, был запущен в 2015 году, то есть это уже в современно России. То есть это уже не связано с финансированием за счёт, так сказать, госбюджета, плановой экономики и прочего. Это — совсем другая история. Деньги нашлись. Причина для этого, как ни странно, международная.

 

МК:

- Такой вопрос, или может быть просьба прокомментировать, Борис Леонидович, если вы слышали, как относитесь к интерпретации ЗЯТЦ от Анатолия Вассермана с соавторами. Он довольно много об этом говорит в последнее время. Слышал ли что-то?

 

БМ:

- Ну слышал что-то, но думаю, что если браться за комментарий, пока не дорассказал всю историю, то что есть, то...

МК:

- Да, мы сейчас вернёмся. Просто маленько, чтобы дать отдышаться тебе, а то целый час без остановки... Или это мы в конце обсудим?

БМ:

- Хорошо. Если успеем.

МК:

- Если успеем... Хорошо, тогда вернёмся к БН-350, БН-600. Советский Союз осилил строительство. Но расходы были, как ты говоришь, серьёзными. Деньги нашлись, но перспективы вернуть вложенное, были, как я понимаю, туманными? Единственно, с учётом плановой экономики, которая была в то время, в которой прибыль не была сверхценностью, это есть сейчас, - это ещё как-то можно понять, сложить одно с другим. Но на какие деньги Россия сумела построить БН-800, и с какими целями его строили и, собственно, как он будет окупаться? У нас же уже не плановая экономика.

БМ:

- У нас уже экономика не плановая, и история ввода в эксплуатацию БН-800, как ни странно, завязана на межгосударственное соглашение, которое называлось «соглашение об утилизации оружейного плутония», подписанного в двухтысячном году Соединёнными Штатами и Российской Федерацией. Хочешь — не хочешь, к этому приходится возвращаться. Началась эта история ещё в 1992 году. Нет, основой был договор о сокращении наступательных вооружений номер первый. Сейчас действует третий, а первый был подписан ещё Советским Союзом о том, что количество боеголовок, ядерных боеголовок для Соединённых Штатов и СССР на тот момент будет ограничено. Советскому союзу по этому договору оставалось шесть тысяч ядерных боезарядов, Соединённым Штатам восемь с половиной тысяч. Соотношение количественное, как бы не в нашу пользу, но с учётом мощности этих боезарядов... Там счёт шёл не в штуках, а в килотоннах, на самом деле. Соглашение было подписано.

Накопленный оружейный уран, уран очищенный от 238-го (то есть там содержание урана 235 до 80% доведено), наработанный на атомных реакторах плутоний 239, оружейной чистоты оставались лишними. То есть, если у нас ограниченное количество боеголовок, то то, что накоплено, надо куда-то девать. Надо с этим что-то делать.

До того, чтобы придумать, что делать с накопленным высокообогащённым ураном и с плутонием 239 руки дошли не сразу. СНВ был подписан в девяностом году. Стороны планировали продолжение переговоров, выход на следующие соглашения. Но тут случилось непредвиденное: распался Советский Союз. Так бывает. Как выяснилось.

Через два года, то есть в 1992 году, на следующий год после распада СССР был подписан, так называемый, Лиссабонский договор. То есть к договору СНВ-1 присоединилась, во-первых, Российская Федерация как наследница Советского Союза и те три страны, которые после 1991 года получили политическую самостоятельность: Белоруссия, Украина, Казахстан. Те страны, на территории которых располагались части ядерных вооружённых сил, Ракетные Войска Стратегического Назначения. По Лиссабонскому соглашению Белоруссия, Украина и Казахстан взяли на себя обязательство либо собственными силами уничтожить имеющиеся боезаряды, либо просто вернуть их Российской Федерации. Страны пошли вторым путём. То есть никто переработкой не занимался, всё это спокойно вернули Росии. И вот теперь эта головная боль, раньше она была на весь Советский Союз, теперь приходится только на Россию.

Одним из следствий этого Соглашения о Наступательных Вооружений и Лиссабонского договора стало подписание Договора Гор - Черномырдина, так называемого, в 1993 году, он же — договор ВОУ-НОУ, высокообогащённый — низкообогащённый уран. То есть была придумана идея, что делать с высокообогащённым ураном. Его, грубо говоря, «разбодяживали» до содержания урана 235 энергетического, то есть с 80% доводили до 5%. И этот низкообогащённый уран поставлялся для использования в атомной энергетике Соединённых Штатов. Отдельная большая тема. С этим понятно. Оставался вопрос, что делать с оружейным плутонием?

Его разбодяживать, как-то, не во что, он всё равно остаётся плутонием, надо было разрабатывать совершенно новую технологию. Проектирование и строительство реактора БН-800 началось ещё в Советское время по причине того самого отсутствия финансирования, он стал нашим советским долгостроем, перешедшим в российский долгострой, потому что в девяностые годы, по известным причинам, денег для того, чтобы заниматься опытно-экспериментальными реакторами у нас как-то не было. Не до того было. Мы игрались в дефолты, в ГКО, там и в прочие «приватизации», налоговые аукционы — много было чем заниматься.

Соответственно, в 1998 году только эксперты с российской и с американской стороны приступили к соглашению об утилизации оружейного плутония. С ураном разобрались — учёные стали обмениваться мнениями, у кого какие есть, по поводу плутония. С плутонием нужно было что-то делать, потому что период полураспада плутония 24 тыс лет, он является высокорадиоактивным элементом, то есть все 24 тыс лет он активно фонит, двадцать четыре тысячи лет его надо хранить так, чтобы не нанести урона окружающей среде. Дорого, дорогое удовольствие. Наши физики настояли на том, чтобы...

Как бы было два пути. Либо утилизация в активной зоне реакторов на быстрых нейтронах, тот самый Mixed-Oxide fuel, МОКС-топливо, использование его в ядерных реакторах с тем, чтобы он превращался в обычное облучённое ядерное топливо, которое в дальнейшем использование в ядерном оружии уже не предусматривается. Либо второй вариант: так называемая, иммобилизация, когда оружейный плутоний смешивается с другими химическими элементами, запекается в специальное стекло и захоранивается на большой глубине, чтобы там хранится. Наши специалисты, на предложение американской стороны заниматься этой иммобилизацией смотрели достаточно скептически, потому, простите, какие бы химические реакции не происходили, плутоний останется плутонием. Как сказано в одном мудром фильме: что один человек сделал другой завсегда сломать сможет. То есть если мы сейчас придумаем, как хранить этот плутоний 239, неважно в подземных шахтах или ещё где-то, рано или поздно найдутся люди, которые совершенно спокойно его извлекут и ничем хорошим это не закончится.

В результате того, что здравый смысл всё-таки есть, если вы действительно хотите уничтожить плутоний, надо сделать это так, чтобы он исчез навсегда. Стороны договорились о том, что уничтожат по тридцать четыре тонны оружейного плутония с каждой стороны. Чтобы было понятно, что это такое, напомню, что над Нагасаки взорвалось шесть килограмм оружейного плутония. Здесь речь идёт о тридцати четырёх тысячах килограмм! В ядерные боезаряды можно пересчитывать на досуге, у кого калькулятор есть.

В 2010 году советские участники переговоров, это прежде всего профессионалы-физики, добились того, что впервые прозвучало название БН-800. Российская сторона решила, что уничтожение, утилизация плутония будет происходить в активной зоне реактора БН-800, который предстояло достроить. Американцам, соответственно, освоить технологию использования МОКС-топлива, потому что если идти, допустим, по французскому пути, его можно использовать и частично заряжая в обычные водо-водяные реакторы. На этом стороны, как бы, подписали соглашение.

Сложно сказать, потому что программа полузакрытая, было ли прямое финансирование со стороны Соединённых Штатов. Единственное, что я по этому поводу в открытых средствах массовой информации видел: о том, что двести миллионов из бюджета США было направленно в Россию для реализации программы СоУП — Соглашении об утилизации плутония. Как их использовали? Вероятнее всего, чтобы, логика подсказывает, достроить реактор БН-800. И перед Россией и перед Соединёнными Штатами возникали две технологические задачи: научиться использовать МОКС-топливо внутри ядерных реакторов и научиться производить МОКС-топливо.

Закончилось соглашение об утилизации плутония... ну оно не закончилось, оно считается приостановленным, в 2016 году. В 2015 году был запущен реактор БН-800. Тогда же, в 2015 году были произведены первые тепловыделяющие сборки с МОКС-топливом. Производили их в Димитровограде, Научно-Исследовательский Институт Атомных Реакторов, используя плутоний и используя уран, который был получен на перерабатывающем заводе на «Маяке». И тогда же к 2016 году стало окончательно ясно, что американц не способны построить завод по производству МОКС-топлива. Эта программа обошлась бюджету в сумму 7 млрд долларов — но ничего не получилось. Не смогли. Там было создано совместное предприятие с французами. То есть две энергетические компании аккуратно похоронили семь миллиардов долларов, никто за это не отвечает, завода нет, переработки нет. У России технология переработки оружейного плутония уже были, экспериментальные, и было уже принято решение о строительстве завода, то есть, не экспериментальных каких-то установок в Димитровограде, а завод, который решили строить в Железноводске.

Железноводск, Горно-Химический комбинат, это то, что в Железноводске просто называют «Горой» - это комбинат, расположенный внутри скального массива, на глубине двести метров под землёй. Почему решили организовать производство МОКС-топлива там тоже совершенно понятно. Большую часть денег, которые угробили господа американцы на попытку построить завод МОКС-топлива — это деньги, которые были потрачены на обеспечение радиационной безопасности. У нас в Железноводске работали реакторы по наработке оружейного плутония, место для них было, их остановили. С радиацией научились работать достаточно давно: никаких дополнительных укрытий, двести метров каменного грунта вполне достаточно. Соответственно, расходы меньше не на проценты, а в разы. По оценкам, на строительство опытно-демонстрационного центра, тогда это так называлось, сейчас это уже производство, в ГХК ушло два миллиарда... ... ... Но рублей. Там за семь миллиардов долларов — ничего. У нас хватило двух миллиардов именно по той причине, что мы были готовы. Мы убрали технологии производства, которые были связаны с наработкой оружейного плутония: мы тебя породили, мы тебя и убьём — сказали суровые красноярские мужчины. Что, собственно говоря и сделали.

Что у нас сейчас происходит? Этим летом, в иле в Железноводске на Горно-Химическом Комбинате была произведена полная партия, сто шестьдесят девять тепловыделяющих сборок — именно столько их размещается в активной зоне реактора БН-800. Они уже отправлены на Белоярскую атомную электростанцию. Там частичная загрузка МОКС-топлива состоялась ещё в 2015 году из тех экспериментальных сборок, которые были сделаны в НИИ атомных реакторов. Там тоже пробовали и так, и эдак: таблетки вот эти, топливные использовались в двух вариантах. С виброуплотнением на «Маяке» делали, посмотреть, как они будут себя вести внутри активной зоны. На самом НИИ Атомных Реакторов таблетки производились при помощи спекания, пиролизом, высокотемпературным. Посмотрели, какая из них себя лучше ведёт и эту технологию начали уже масштабировать в Железноводске.

По планам Росатома с 2022 года БН-800 будет работать полностью на МОКС-топливе. Одно из условий соглашения об утилизации плутония предусматривало, что коэффициент размножения, то есть соотношение нового энергетического плутония к плутонию, который используется внутри реактора должно было быть меньше единицы. Понятно, чтобы не образовался новый плутоний, с которым нужно было опять что-то делать. Но поскольку Владимир Владимирович сжалился над Соединёнными Штатами и приостановил соглашение об утилизации плутония... Американцы предлагали заняться иммобилизацией, на что наша страна сообщила, что вот написано, что уничтожению подлежит в качестве МОКС-топлива, поэтому, покуда вы не научитесь производить МОКС-топливо и использовать его в реакторах, мы приостанавливаем деятельность. Мы — готовы. А вы, когда готовы будете — сообщите.

Соответственно, это ограничение, что коэффициент должен быть меньше единицы, снято, и идеология, которая сейчас будет использована для работы БН-800 понятна: в бланкетах, которые стоят по периметру... По периметру активной зоны ядерного реактора мы расставляем бланкеты из урана 238, для того чтобы там нарабатывался плутоний 239.

Дальнейшая переработка планируется... То есть извлекли из бланкета — отправили в Железноводск, на Горно-Химический Комбинат, там наработали новое количество МОКС-топлива, так чтобы его хватало на следующую загрузку БН-800 и одновременно идут работы над тем, чтобы МОКС-топливо можно было использовать в наших легководных реакторах ВВР-1000 и ВВР-1200. Вот на такой стадии сейчас всё находится.

 

МК:

- Большое спасибо. В завершение я бы хотел поговорить о будущем. Во-первых, БН-800. Ты говоришь, что он является опытно-промышленным, какое у него будущее? И какое будущее и перспективы у реакторов на быстрых нейтронах? Будут создаваться новые или на дуэте БН-600, БН-800 всё остановится?

 

БМ:

- Задачу, которую поставили перед разработчиками быстрых реакторов с натрием в качестве теплоносителя руководители Росатома предельно простые. Будем масштабировать, но только в том случае, если производство электроэнергии будет обходится в такие же деньги, как на водно-водяных реакторах.

Два года назад был предложен первый вариант проекта реактора БН-1200. Цель — добиться такой же экономики на ВВР-1200. Проект был вынесен на заседание Научного Совета Росатома, был сделан целый ряд замечаний достаточно существенных. В следующем году проектировщики должны с учётом всех замечаний, пожеланий, рекомендаций предложить обновлённый проект. Если по экономике будет достигнут паритет, тогда именно этот реактор, БН-1200 будет масштабироваться. Идеология в том, чтобы энергетического плутония, который там нарабатывается, хватило бы на энергетическую загрузку его самого и на два-три легководных реактора. Вот такая цель поставлена по БН-1200. То есть, спокойно ждём, когда будет готов проект.

Одновременно идёт процесс освоения использования МОКС-топлива на БН-800, подготавливаемся к тому, чтобы использовать МОКС-топливо в легководных реакторах. Проектировщики заняты своим, физики заняты своим. У всех хватает работы, её более чем достаточно.

 

МК:

- Переходим к вопросам. От наших зрителей.

 

БМ:

- Да. Но в таком случае, ещё один проект реактора на быстрых нейтронах под названием Брест-300, главное звено проекта «Прорыв», мы оставим на сладкое. Будет время — поговорим и про него. То есть у нас запроектирован и будет построен в обязательном порядке ещё один реактор на быстрых нейтронах, но не с натриевым теплоносителем, а со свинцовым. В городе Северск Томской области.

 

МК:

- Можно спросить у зрителей, писать в комментариях. Для нас это важно.

 

БМ:

- Я надеюсь, после двух этих передач, вопросы, почему я так без энтузиазма брался за тему Закрытого Ядерного Топливного Цикла, отпали. У нас две передачи уже ушло, а про программу «Прорыв», про реактор «Брест-300» я вообще ничего не успел сказать, потому что тема очень большая.

 

МК:

- Об этом обязательно поговорим в следующих программах...

 

БМ:

- Если будет интересно.

 

МК:

- ...Про Вассермана спрашивают, слышал ли что и хочешь ли ты вообще...

 

БМ:

- Давайте так. Я с большим уважением отношусь к Анатолию Вассерману, но чтобы комментировать его высказывания, мне действительно надо... Вот на этих выходных сяду и прослушаю всё, что он говорил, чтобы...

 

МК:

- Вопрос к нам приходит сейчас онлайн. «Расскажите про Брест!» Расскажем. В будущем.

Вопрос: «Как часто нужно перезагружать реакторы?»

 

БМ:

- Ну это смотря какие. Топливные кампании есть у каждого реактора, они достаточно индивидуальны, потому что «Твэл», холдинг «Твэл», топливное подразделение Росатома, постоянно ведёт работы по усовершенствованию ядерного топлива. Основная задача добиться максимального выгорания урана 235, с тем, чтобы в облучённом ядерном топливе его было как можно меньше. То есть, как можно больше его было использовано по назначению.

Для ВВР сейчас топливная кампания составляет восемнадцать месяцев, но это не значит, что раз в восемнадцать месяцев происходит остановка и выемка всего топлива. Активная зона ядерного реактора — цилиндрическая. Понятно, что в самом центре ядерные реакции идут наиболее интенсивно. То есть там топливо выгорает быстрее всего. Поэтому, первая перезагрузка: мы топливо, которое стояло в центре, ставим на периферию, ту, которая стояла на периферии, ставим в центр. И добавляем определённое количество свежего топлива. То есть каждая перегрузка, это как... Кто постарше, может быть помнит игру в «пятнашки». Вот здесь берём, переставляем сюда, это сюда, вот здесь — и так далее.

Для МОКС-топлива предусматривается двухгодичный топливный цикл. Наиболее удачно с топливным циклом на РБМК, реакторах уран-графитовых, потому что там технология такова, что перегрузку топлива можно осуществлять на ходу, не останавливая. Если ВВР ты остановил, чтобы добраться до активной зоны, надо снизить давление до атмосферного, снять крышку, включить перегрузочную машину и т д. А там перегрузочная машина может работать безостановочно в любое время.

Понятно, что каждая ТВС отмечена, за каждой следят датчики, насколько она выгорела, с какого места в какое её перестраивать. Так что топливные циклы — восемнадцать для ВВР, отсутствуют для РБМК, двухгодичный предусмотрен для реакторов быстрых натриевых. Пока, как бы, всё. Оно достаточно индивидуально, потому что «Твэл» разрабатывает даже для тех реакторов, которые уже работают десятки лет и которые не будут повторяться. Вот только что подписан контракт на поставку топлива для ВВР-340 в составе атомной электростанции Пакш в Венгрии. «Твэл» разработал новое, усовершенствованное топлива для реактора, который больше не производится, но который продолжает эксплуатироваться.

 

МК:

- Тут такой привет, и я его хочу зачитать:

«Привет с мёртвого города Актау, бывшего Шевченко, БН-350 действительно закрыли, но нашли нефть и газ, поэтому регион хоть и очень дефицитный в плане питьевой воды, но очень прибыльный. А пока есть прибыль, то народ сюда к нам едет, и не только с Казахстана.

БМ:

- Хорошо, если работают опреснительные заводы, можно только порадоваться.

МК:

- Присоединяюсь к этой искренней радости.

БМ:

- Я сохраняю всё-таки надежду, что Казахстан всё-таки решиться построить собственную атомную электростанцию, потому что пока что выглядит... Нет, решение-то в любом случае за народом Казахстана — пока нет желания. Но на самом деле, Казахстан как самый крупный в мире производитель урановой руды и не имеющий собственной атомной электростанции со стороны смотрится как-то... не очень логично.

МК:

- Вопрос: «Насколько серьёзные последствия могут быть при попадании в АЭС авиационной бомбы или ракеты? Не делаем ли мы себя очень уязвимыми к нападению, строя много АЭС?»

БМ:

- Во-первых, есть система охраны любой атомной электростанции, которая, разумеется, полностью не раскрывается. Я же в секретные документы доступа не имею, но давайте, вот, задумаемся. Вот строится АЭС Аккую в Турции, в составе которой будут работать четыре реактора ВВР-1200. Подписан межгосударственный контракт между Турецкой Республикой и Российской Федерацией о закупке полка ракетных дивизионов с-400 [«Триумф» - я писяюсь кипятком от восторга, сколь отличное название придумали — моя совершенно ненужная вставка]. Один из дивизионов будет располагаться в той же провинции, где расположении АЭС Аккую. Как говорит один из известных журналистов: «Совпадение?» Не думаю.

Это во-первых. Во-вторых, есть требования по безопасности от МАГАТЭ. Сейчас реакторы строятся в расчёте на то, что никаких аварий не произойдёт в случае падения на крышу, прямого падения, самолёта. То есть, не только крышка, но и то, что находится над ним, «контэйнминт», так называемый, то есть то, что окружает сам реактор, рассчитаны на то, чтобы падение самолёта можно было выдержать, не испытав никаких аварий при этом. Можно, конечно, предполагать, что будут бомбы, взрыв которых представляет большую опасность, чем падение самолёта. Но тогда, простите, речь идёт о ядерной войне, а в этом случае ну какая уже разница, что взорвётся.

Оптимистичный ответ.

 

МК:

- Очень. У нас очень оптимистичная программа, самая оптимистичная в Ютубе. Хм. Пишут сейчас очень много про Актау, про Шевченко, пишут, что опреснительные установки на газу работают.

«Какой процент изготовления ядерного топлива из Электростали по России?»

БМ:

- У нас ядерное топливо фабрикуется в Электростали — раз. И в Новосибирске — два. Какое у них там процентное соотношение, если честно, не выяснял. Традиционно больший объём производства именно в Электростали.

 

МК:

- Спасибо. Изя Рабинович спрашивает, нет ли у Росатома планов строить ПАТЭС в Крыму в качестве «референсного» опреснителя? И опреснение откатают, и с водой в Крыму помогут.

БМ:

- Пока сложно сказать. В открытых источниках ничего нет. У меня есть впечатление, что только в этом году принят полностью в эксплуатацию ПАТЭС «Академик Ломоносов». То есть, он вырабатывает не только электроэнергию, но и тепло для Певека. Я думаю, со стороны Росатома было бы разумнее посмотреть, как будет идти эксплуатация, оценить себестоимость производства электроэнергии, тепловой энергии. И только после этого приступать к масштабированию этого проекта. Тем более, что на Академике Ломоносове стоят ядерные реакторы КЛТ-40С. Это разработка ещё семидесятых годов. Они используются в качестве двигательной установки для атомных ледоколов. Атомные ледоколы нового поколения, ЛК-60, уже используют новые реакторы РИТМ-200. И сейчас разрабатывается проект плавучей атомной электростанции с использованием РИТМ-200.

Когда это будет построено? Изначально, когда затевалась вся эта история с плавучими атомными электростанциями, речь шла о семи таких плавучих атомных тепловых электростанциях. Вернуться ли к этой программе, в каком виде она будет сейчас, потому что, когда она начиналась, ничего кроме этих КЛТ-40С ничего ещё не было, РИТМ-200 находился только на стадии проектирования. Сейчас её в городе Подольске производят практически на промышленном уровне.

РосАтомФлот добился того, что мы будем строить пять атомных ледоколов серии ЛК-60, на каждом из них два реактора РИТМ-200, то есть в Подольске производство... Начинали с того, что вроде три, тогда надо шесть, сейчас два дополнительных заказа... Я не думаю, что это произойдёт быстро. Думаю, что в любом случае Росатому необходимо оценить результаты того, что построено и результаты эксплуатации РИТМ-200. Ледокол «Арктика» закончил ходовые испытания, прибыл на базу АтомФлота в Мурманске. Сейчас у него тоже начнётся своя история, начнётся история эксплуатации РИТМ-200, который в дальнейшем планируется использовать для строительства плавучих тепловых атомных электростанций.

 

МК:

- Спасибо. Реклама места проживания была сейчас, в нашем эфире.

БМ:

- Подольск — этот тот город, да. Если кто не в курсе, три предприятия Росатома. То есть более «атомного» города в России не так просто найти. При этом Подольск — не закрытый город в отличие от других городов Росатома.

МК:

- Варианта жить в другом месте и не было изначально.

Вопрос: «Есть ли перспективы и российские разработки по реакторам «галечного типа»?»

БМ:

- Не знаю, о чём речь.
[Здесь имелось в виду: Реактора галька слоя ( PBR ) является дизайном для graphite- замедлителя , с газовым охлаждением ядерного реактора https://ru.qaz.wiki/wiki/Pebble-bed_reactor ]

МК:

- Я тоже. Вопрос: «Использовался ли как металл-охладитель галлий?»

БМ:

- Гелий?

МК:

- Написано «галлий».

БМ:

- Если с галлием, то я не в курсе, может быть там в каких-то военных программах есть, но они отнюдь не являются открытыми. Если это о высокотемпературных гелиевых реакторах, то Generation IV, поколение четыре, [это он на предыдущий вопрос отвечает!] из основных перспективных задач для мирового атомного проекта. С ним всё ещё впереди. Росатом заявил, что целесообразно использовать реакторы с охлаждением на гелии для производства водорода разделённого, то есть за счёт электролиза. Но это если о гелии. Тоже достаточно большая тема.

МК:

- Большое спасибо. Ну и, наверное, завершающий вопрос. «Что можете сказать, Борис Леонидович» про реактор для ядерного буксира. Я так понимаю, что там разрабатываются два реактора для комплексов разной мощности и разного назначения.»

БМ:

- Ну вот честно слово, поскольку те реакторные установки, которые будут использоваться для космических буксиров точно не будут использоваться на планете Земля, на поверхности, у меня такой, чисто факультативный интерес. Да, что-то есть, что-то разрабатывается, но к энергетике это отношения точно не имеет. Поэтому не силён в ответах на такие вопросы.

МК:

- Большое спасибо. На этой прекрасной, космической, я бы даже сказал, ноте мы завершаем нашу программу сегодняшнюю. Ждём комментариев по поводу... У нас «Брест», да?

- Да, это целый проект «Прорыв», Брест-300ОД, Опытный Демонстрационный. Это новое направление, это новые виды топлива. Такая, очень интересная программа, связана не только с наработкой электрической энергии, но и с утилизацией радиоактивных отходов, образующихся в ОЯТ, то есть то, что надо либо захоранивать, либо придумывать что-то ещё. Вот тут придумалось «что ещё»...