Мировая энергетическая война — атомная энергия

В отличие от углеводородной, ядерная энергетика еще очень молода — ей чуть более полувека. Но первая эйфория ядерного «детства» человечества, соприкоснувшегося с новым источником гигантской энергии, уже прошла. Как в результате осознания неразделимости развития мирного и военного атома (синдром Хиросимы и повседневное ощущение угрозы возможного ядерного апокалипсиса в эпоху холодной войны), так и в ходе осмысления трагедий Чернобыля и Фукусимы.

В результате растет почти повсеместный «ядерный скептицизм» или даже «ядерный алармизм» — вплоть до требований полностью избавить человечество от любого: и военного, и мирного — атома.

Росатом

Однако разумный скептицизм, не доходящий до таких крайностей, осознает, что «ядерного джинна» назад в кувшин уже не загнать. И требует строго и честно выявлять плюсы и минусы, подводные камни и перспективы ядерной энергетики.

Этим и займемся.

Начнем, как и прежде, с сырьевого базиса. То есть, с ресурсообеспеченности ядерной энергетики.

Ее сторонники нередко стараются впечатлять грандиозными цифрами. Например, сообщениями о том, что 1 грамм урана в ядерном реакторе выделяет столько же энергии, как 2 тонны бензина. И это правда. Но она не отвечает на вопрос о том, сколько таких граммов имеется в распоряжении человечества.

Атомная энергетика в Мире
в статьях

Будущее атомной энергетики
А так же в статье
Добыча урана в мире
А так же в статье
Мировые запасы урана
А так же в статье
Перспективы добычи урана

Такие расчеты есть. В частности, если учитывать резервы (доказанные извлекаемые запасы) ядерного топлива только по одному сравнительно редкому изотопу урана (U235, которого в природном уране всего около 0,7%), то они эквивалентны примерно 90 млрд тонн нефти. То есть лишь вдвое меньше, чем имеющиеся на нашей планете резервы нефти.

А ведь кроме U235 у нас имеются еще и торий, и самый массовый изотоп урана U238, технологии энергетического использования которых уже имеются и применяются. И вместе с ними совокупный энергопотенциал имеющихся мировых резервов ядерного топлива превышает энергопотенциал мировых нефтяных резервов примерно в 150 раз! Почти «энергетическое Эльдорадо» на тысячи лет!

Росатом - строительство АЭС за границей

Росатом - строительство АЭС за границей

Но все не так просто.

Во-первых, экономичные технологии производства ядерной энергии пока освоены только для обогащенной смеси названных выше изотопов урана (содержание в этой смеси U235 нужно увеличить с природных 0,7% до 3–4%).

И если считать по природному урану, то на 2011 г. мировые резервы составляют, по данным Международного агентства по атомной энергии (IAEA, МАГАТЭ) около 6,5 млн тонн. А первая десятка стран-обладателей этих резервов (в тыс. тонн) выглядит примерно так:

Австралия 1670

Казахстан 710

Канада 510

Россия 480

ЮАР 310

Намибия 300

Бразилия 290

Нигер 290

США 220

КНР 190

А теперь глянем, какова первая десятка стран по установленной мощности реакторов в ядерной энергетике (в гигаваттах, ГВт):

США 101,2

Франция 63,1

Россия 23,6

Южная Корея 20,6

Украина 13,1

Канада 12,6

КНР 11,7

Великобритания 9,7

Швеция 9,3

Испания 7, 5

Отметим, что ни Япония, ни Германия, после катастрофы на Фукусиме остановившие большинство своих реакторов, в этот список лидеров уже не попали. И еще отметим, что у большинства лидеров мировой ядерной энергетики (Франция, Южная Корея, Украина, Великобритания, Швеция, Испания) собственных резервов урана практически совсем нет, а у США и КНР резервов для самообеспечения ядерным топливом совершенно недостаточно.

Атомграды и АЭС Россия

И потому за прямой или косвенный контроль имеющихся крупных месторождений урана идет острая — и нарастающая — энергетическая война.

Иногда это война очень кровавая. Такая, как много лет шла в формате племенных конфликтов, гражданских войн и государственных переворотов в Габоне и Нигере. В результате Нигер уже много лет является основным поставщиком урана для ядерной энергетики Франции, а в последние годы — еще и Китая.

Еще одна — и не менее кровавая — война с отчетливым «урановым» запахом сейчас идет в Мали. На севере этой страны были обнаружены крупные урановые месторождения, к которым сразу же проявили высокий интерес Китай, Франция и США. И именно здесь сейчас развернулись сражения между правительственными войсками, сепаратистами-туарегами, нацеленными на создание независимого государства Азавад, а также радикальными исламистами «Аль-Каеды» и движения «Ансар-Дин», стремящимися установить в Мали исламское государство на основе шариата.

Общие сведения об атомном вопросе
в статьях

Какие бывают изотопы урана
А так же в статье
Немного об опасности атома
А так же в статье
Что такое центрифуга?
А так же в статье
Ядерное оружие - обман?
А так же в статье
Значение ядерного оружия

При этом специалисты указывают, что интерес США к проблеме Мали связан в значительной степени именно с ураном. И что бывший глава страны Амаду Туре неприемлем для США (впрочем, как и для Франции) именно по той причине, что допустил в страну китайцев. И что нынешний премьер Мали Шейк Диарра (астрофизик, работавший в американском НАСА и затем в представительстве «Майкрософт» в Африке) — это «кандидат США» на пост президента Мали...

Но такое бывает не только в Африке. Например, некоторые эксперты убеждены, что одним из «спусковых крючков» кровавых событий в Киргизии летом 2010 года (Баткен–Ош) был, помимо этнического кланового конфликта и передела наркотрафика, вопрос будущего контроля над киргизскими урановыми резервами.

Иногда эта «война за уран» бывает тихая. Например, такая, как с момента распада СССР и до недавних пор шла вокруг поставок урана с месторождений Казахстана. Участвовали в ней, прежде всего, компании из Японии, Южной Кореи и КНР. Причем местные «злые языки» утверждают, что взятки, которые эти компании предлагали за «правильное решение» уранового вопроса, по размерам соперничали с «нефтяными откатами».

В итоге некоторые из зарубежных компаний получили доли в ряде казахстанских урановых месторождений, а другие (прежде всего, китайские) заключили на поставки казахстанского урана долгосрочные контракты... А потом в Казахстане появилась «как бы канадская» корпорация Uranium One, почему-то тесно связанная с американской General Atomics и нашим «Росатомом». А потом еще одним крупным (привычным и квалифицированным) партнером «Казатомпрома» стала дочерняя компания «Росатома» — «Атомредметзолото»... А потом возник крупный — якобы коррупционный — скандал с уголовным обвинением и увольнением главы «Казатомпрома» Мухтара Джакишева...

Мировая атомная политика
в статьях

Атомная геополитика
А так же в статье
Атомная промышленность на Западе
А так же в статье
Мировая энергетическая война - атомная энергия
А так же в статье
Ядерный клуб - подробности

Однако конфликты за месторождения урана — не единственная сфера «ядерно-энергетических войн».

Добыть природный уран — это полдела. Для того чтобы он мог работать в реакторе, давая энергию, его нужно обогатить. То есть увеличить в нем содержание изотопа U235 примерно в пять раз. А это занятие очень и очень непростое, поскольку U235 от своего полного химического «родственника» U238 отличается совсем чуть-чуть — всего тремя нейтронами из имеющихся в ядре более чем двухсот тридцати.

Известны три способа обогащения урана. Причем все они требуют использования урана в виде газообразного соединения с минимумом «лишних» атомов в молекуле. Наиболее удобным из таких соединений оказался гексафторид, в котором «тяжелый» атом урана соединен с шестью «легкими» атомами фтора, и который превращается в газ при температуре 56,5°С.

Первый способ обогащения — газодиффузионный. В нем гексафторид урана «продавливается» через мелкопористую среду, и в результате более легкие молекулы с U235 «забегают вперед», накапливаясь во фронтальной части газодиффузионной колонны.

Второй способ обогащения — газоцентрифужный. В нем гексафторид урана поступает во вращающуюся с большой скоростью центрифугу, и в ней более легкие молекулы с U235 накапливаются ближе к оси вращения, а более тяжелые молекулы с U238 «отбрасываются» к стенкам и удаляются.

Атомная промышленность России
в статьях

Россия - прорыв в атомных технологиях
А так же в статье
Перспективы атомной промышленности России
А так же в статье
Будущее атомной энергетики и Россия
А так же в статье
Росатом - мировой лидер

Третий способ (который пока не вышел из опытно-производственной стадии) — лазерно-электростатический. В нем лазерное излучение с очень точно подобранным уровнем энергии избирательно «выбивает» электроны из атомов U235 в гексафториде, превращая их в положительно заряженные ионы. А далее эти ионы «прилипают» к отрицательному электроду обогатительной установки.

Сложно? На самом деле гораздо сложнее, чем здесь написано. И не только сложно, но еще и весьма дорого. А потому стран, которые имеют собственные мощности обогащения урана, в мире всего 15. В алфавитном порядке: Аргентина, Бразилия, Великобритания, Германия, Израиль, Индия, Иран, Китай, Бельгия, Северная Корея, Пакистан, Россия, США, Франция, Япония. Причем у России — 40% мировых мощностей обогащения урана, у США — 20%, у Франции — 15%, у Германии, Великобритании и Бельгии вместе — 22%, у остального мира — всего 3%.

Но ведь обогащать уран можно по-разному. Можно до энергетических 3,5% U235, а можно и до оружейных 80–90% U235 (и затем делать ядерное оружие). И потому страны, которые занимаются обогащением урана, обязаны поставить свои обогатительные комплексы под контроль и инспектирование МАГАТЭ.

Однако для нашей темы важнее другое.

Поскольку на первых стадиях «ядерной гонки» между Западом и СССР главным вопросом были бомбы, сфера обогащения урана была строго засекречена. И если Запад (прежде всего, США) пошел по линии газодиффузионного обогащения, то СССР — по пути центрифуг.

В результате оказалось, что и по затратам энергии на обогащение урана, и по эффективности обогащения «русский способ» лучше американского минимум в 20 раз! Вот какое «экономическое ядерное оружие» придумали и создали советские умельцы. Причем за более чем 20 лет, прошедшие после раскрытия части советских «центрифужных» секретов, ни США, ни какая-либо другая страна в этой сфере «догнать и перегнать» Россию не смогла. Сейчас у США и Франции только появляются современные качественные центрифуги, но достаточного количества заводов, способных поставить дешевое хорошее обогащение на промышленный поток, еще нет. И построить такие заводы — опять-таки дело сложное и долгое.

Ядерные силы России
в статьях

Ядерное оружие России
А так же в статье
Ядерное наследство России

Все перечисленное принципиально важно. Потому что если уран добывается из бедных месторождений, то концентрат природного урана для обогащения уже оказывается довольно дорогим. И если затем его обогащать газодиффузионным способом, то топливо для атомных электростанций (АЭС) влетает в очень серьезную копеечку. Тогда цена производимой на таком топливе «атомной» электроэнергии становится неконкурентоспособной. А значит, тот, кто обогащает уран быстрее и лучше — захватывает рынки ядерного топлива.

Британия - атом

И, что не менее важно, не только топлива.

АЭС — суперсложное и очень дорогое сооружение со сроками строительства минимум 7–8 лет. Те, у кого нет урана и обогащения, на АЭС решаются только тогда, когда есть гарантии топливного снабжения на весь срок службы станции — порядка 40 лет. А урановое топливо не нефть, не уголь и не газ, его просто так на рынке не купишь. И потому, как правило, контракт на строительство АЭС заключается «в одном пакете» с контрактом на ее обеспечение топливом, а также на утилизацию отработанного топлива.

Однако иметь ядерную энергетику — которая не только в итоге все-таки дешевле, чем углеводородная, но и в значительной степени освобождает от все более тягостной угольно-нефте-газовой зависимости, — хотят почти все. Хотят и те, у кого есть уран, мощности обогащения и технологии строительства АЭС, и те, у кого ни того, ни другого, ни третьего нет. В результате даже после фукусимской катастрофы мировые планы строительства АЭС не претерпели принципиальных изменений.

По последнему (2012 г.) минимальному прогнозу МАГАТЭ (он включает официально объявленные и уже реализуемые правительствами и энергокомпаниями планы), к 2030 г. установленная мощность АЭС в мире увеличится с нынешних 370 ГВт (10 ГВт сейчас, после Фукусимы, полностью остановлены) до 447 ГВт. А по максимальному прогнозу, учитывающему долгосрочные планы правительств и энергокомпаний, установленная мощность АЭС в 2030 г. достигнет 691 ГВт. Соответственно, вырастет и потребление обогащенного урана.

Взаимоотношения России и США в ядерной сфере
в статьях

Продажа оружейного урана в США выгодна России?
А так же в статье
Ядерный баланс России и США
А так же в статье
Продажа оружейного урана в США - диверсия против Америки?
А так же в статье
Россия достигла ядерного превосходства над США

Вывод: тот, кто добывает и лучше и дешевле обогащает уран, одновременно получает возможности доминировать и на рынке строительства АЭС. А ведь это одновременно и быстрорастущий, и высокотехнологичный рынок. Это один из главных мировых рынков, на котором продается наиболее выгодная продукция: как говорят экономисты, «с высокой добавленной стоимостью».

Потому и проблемы контрактов на строительство АЭС, и типы строящихся ядерных реакторов, и вопросы обогащения и поставок недорогого качественного ядерного топлива — также оказываются единой сферой энергетических войн.

Еще в конце 60-х годов ХХ века, когда обогащенный энергетический уран впервые вышел на Западе на широкий рынок (то есть стал доступным товаром), руководство СССР выяснило цены на него и решило, что на этом рынке может неплохо зарабатывать. И в 1971 г. был заключен первый контракт с Францией (тогда вполне дружественной, вышедшей из военных структур НАТО) о предоставлении ей советских услуг по обогащению урана.

В ходе исполнения этого соглашения вскрылись два очень важных для СССР факта.

Первый — что западное обогащение урана очень дорогое. Настолько дорогое, что обогащать (и, значит, добывать) бедные урановые руды просто невыгодно.

Второй — что обогатительные мощности на Западе слабы и не справляются с потребностями растущей ядерной энергетики. То есть, нет смысла строить новые реакторы и АЭС, поскольку нет гарантий их обеспечения топливом.

Стратегические ядерные силы США
в статьях

Ядерное оружие США
А так же в статье
Упадок ядерных сил США
А так же в статье
Современное состояние ядерных сил США
А так же в статье
Будущее ядерных сил США
А так же в статье
Ядерный арсенал США - тормоз для экономики?

Важнейшим симптомом этой тенденции стали появившиеся в середине 70-х годов сообщения о том, что заказы на новые АЭС в США прекратились. А в 1979 г. произошла авария на АЭС «Три-Майл-Айленд» (Three Mile Island accident), за которой последовало официальное решение о «замораживании» американской ядерно-энергетической программы.

Тогда о подоплеке этого решения можно было только догадываться. Но в последние годы появились достаточно подробные данные о динамике мировой добычи урана и его использования на энергетические нужды, которые выявили очень интересную и содержательную картину.

Так, по данным World Nuclear Association (WNA) — крупнейшей мировой организации, занимающейся исследованиями ядерной энергетики, — соотношение между добычей и энергетическим использованием урана (в тысячах тонн) в мире менялось следующим образом:

Год Добыча Использование
1950 6 0,3
1955 17 0,7
1960 49 1,3
1965 32 7,1
1970 34 16,9
1975 37 25,3
1980 67 39,6
1985 61 56,1
1990 43 63,9
1995 35 69,1
2000 34 71,2
2005 40 70,1
2010 54 72,2

Совершенно ясно, что примерно до 1987 г. мировая добыча урана намного превышала его «энергетическое» расходование. И значит, добываемый избыток урана использовался, прежде всего, для оружейного обогащения (для бомб). А также, видимо, накапливался в качестве обогащенных и необогащенных складских запасов. Из этой же таблицы не менее ясно, что последние 25 лет энергетическое расходование урана намного превышает его добычу. И значит, огромная часть «мирного атома» с тех пор работает на ранее добытом уране.

На каком именно? Либо «со складов» необогащенного урана. Либо «со складов» оружейного урана. Либо и оттуда, и оттуда.

А у кого и такого, и такого урана больше всего? У СССР. А как заставить СССР им делиться? Только поставить в безвыходное положение!

А как поставить в безвыходное положение? Вряд ли я выйду в сферу конспирологии, если предположу, что эти «урановые» соображения были не последними в американской активности по поддержке перестройки и развала СССР. Которые быстро превратили Россию в ключевого (и подневольного!) игрока на мировом рынке ядерного топлива.

Во-первых, в 1986 г. (как вовремя для дефицитного мирового уранового рынка!) грянул Чернобыль. И в СССР, с одной стороны, снизилось потребление энергетического урана его реакторами и, с другой стороны, были приостановлены программы достройки новых АЭС и поставки топлива для них. Остановлены не только в СССР, но и во многих других странах.

Во-вторых, после распада СССР Россия лишилась крупнейших урановых резервов Казахстана и Узбекистана, на которых до этих пор работали наши обогатительные мощности.

Состояние атомной промышленности США
в статье

Проблемы атомной промышленности в США
А так же в статье
Разруха в атомной промышленности в США

В-третьих, разрыв кооперационных связей с постсоветскими республиками крайне затруднил исполнение Россией ранее заключенных контрактов на строительство АЭС за рубежом.

Мощнейший ядерный комплекс России оказался совсем без денег (вспомним экономическую разруху конца 80-х — начала 90-х годов) и буквально «за гранью выживания».

Единственной возможностью выживать стал поиск зарубежных контрагентов, готовых платить за такие услуги, которые наш ядерный комплекс был еще способен оказать.

Первым типом таких услуг стало обогащение чужого урана. Западные газодиффузионные заводы ввиду неэффективности своей технологии нередко снимали с природного урана только «обогатительные сливки». И в результате оставляли в «хвостах» обогащения от 0,2 до 0,35?% U235. А для высокоэффективных советских центрифуг такие «хвосты» были вполне даже богатым сырьем. И контракты на их обогащение стали той первой частью «базы выживания», которая поддерживала на плаву наш ядерный комплекс в позднесоветские и первые постсоветские годы.

А второй частью этой «базы выживания» стал знаменитый американский контракт «ВОУ-НОУ» (превращение высокообогащенного оружейного урана из советских ядерных боеголовок в низкообогащенный энергетический уран), который пышно назвали «Мегатонны в мегаватты». Согласно этому контракту, заключенному в 1993 г. на 20 лет, Россия обязалась переработать 500 тонн высокообогащенного урана из снятых с вооружения советских боеголовок в энергетический уран и поставить этот уран в качестве топлива для американских АЭС.

Контракт этот в основном ругают и вполне заслуженно.

Конечно же, он явно нерыночный и для России очень невыгодный. Невыгодный хотя бы потому, что даже только себестоимость обогащения этих 500 тонн урана до оружейной концентрации на лучших советских центрифугах в несколько раз превышала принятую правительством Ельцина–Гайдара цену контракта в 10 млрд долларов. Так что навязывание этого контракта России, конечно, было актом «ядерно-топливной» и, одновременно, экономической войны.

Особенности атомной политики Германии
в статьях

Сколько ядерных ракет у Китая
А так же в статье
Ядерные амбиции Китая
А так же в статье
Ядерная энергетика Китая
А так же в статье
Ядерная политика Китая
А так же в статье
Ядерные силы Китая

Другие обвинения этого контракта — в «одностороннем ядерном разоружении России» и т.?п. — несерьезны. К началу его исполнения в СССР–России были накоплены десятки тысяч ядерных боеголовок. Это в 3–4 раза больше, чем можно было поставить на имеющиеся ракеты, которые к тому же начали скоропалительно резать. А еще немалый запас обогащенного оружейного урана (который, в итоге, в основном и перерабатывали на самом деле по контракту «ВОУ-НОУ») находился на складском хранении. А еще были плутониевые боеголовки и плутоний, который в России завершили нарабатывать на реакторе только в 2010 году...

Так что, конечно, российский ядерный комплекс, спасаясь от смерти контрактом «ВОУ-НОУ», заодно оказывал Америке очень крупную и очень дешевую для США «экономическую услугу». Но многие осведомленные эксперты считают, что это была (случайно или целенаправленно — отдельный вопрос) особая, «медвежья» услуга.

Дело в том, что этот контракт лишил США необходимости наращивать собственные обогатительные мощности. В результате в последнее десятилетие почти 40?% (!!!) ядерной энергетики США работает на «разубоженном» уране из российских боеголовок. А еще не менее 7–9?% их ядерной энергетики работает на таком же «разубоженном» уране из американских боеголовок.

Но это означает, что дефицит мощностей обогащения урана в США составляет почти 50?%. И быстро такой дефицит — даже если удастся успешно решить проблемы новых центрифуг и лазерного обогащения — не ликвидировать. А контракт «ВОУ-НОУ» заканчивается в 2013 г., после чего Россия не несет перед США никаких «урановых» обязательств. И может продавать уран — и обогащенный, и «разубоженный» оружейный (которого у нас, по оценкам экспертов, еще немало) — кому угодно по достаточно высоким рыночным ценам. Поскольку — напомню цифры — мировой рынок энергетического урана и сегодня, и завтра остается остродефицитным.

Исходя из этого, придется признать, что катастрофа «Фукусимы», опять-таки, случилась очень кстати для США. Ведь она — хотя бы на время — вновь существенно снизила дефицитность рынка ядерного топлива. Шутка ли: Япония остановила 52 из своих 54 ядерных реакторов, Германия — 8 из своих 17, другие страны — еще несколько реакторов. А это в сумме около 12?% мировых ядерных энергомощностей. Плюс многие страны приостановили или сократили свои программы строительства АЭС.

Особенности атомной политики Германии
в статьях

Советская разведка о ядерной программе Германии
А так же в статье
Ядерные тайны Третьего Рейха
А так же в статье
Атомная энергетика Германии и в мире
А так же в статье
Атомная политика Германии

Но ведь кроме этого многие реакторы в Европе уже отработали нормативный и «продленный» срок службы, и вскоре тоже должны быть остановлены. Откуда же тогда брать энергию?

Так что вовсе не случайно такое пристально-возмущенное отношение Европы к «диктатору-Газпрому» и российской «газовой политике». И неслучайно заинтересованное участие крупнейших германских и итальянских корпораций в проектах «Северного» и «Южного» потоков.

И неслучайно именно сейчас, когда Россия «по факту» оказалась владельцем одновременно и «газовой дубины», и «ядерно-энергетической дубины», началась столь острая и мощная международная политическая война вокруг тезиса о необходимости перестройки-2. Россию вновь хотят развалить и поставить в безвыходное положение, чтобы ей пришлось (конечно же, добровольно, по собственной необходимости) задешево или вовсе бесплатно «делиться» тем, что ей принадлежит...

Возвращаясь к ядерной энергетике, еще раз подчеркну, что «постфукусимский» синдром сокращения потребности в реакторном уране принципиально дела не меняет. Новых реакторов планируется строить много, и 104 работающих американских реактора тоже никуда не делись и «хотят топлива»...

Однако нет сомнений в том, что Россия вряд ли останется «королем» рынка энергетического урана надолго. США и Франция (они, прежде всего) построят новые обогатительные мощности. Они же, так или иначе, миром или войной, обеспечат себе доступ к урановым резервам Австралии, Мали, Казахстана, Намибии и т.?д. Кроме того, здесь следует отметить, что американская корпорация NUKEM с 1992 года до середины прошлого десятилетия была исключительным поставщиком на мировой рынок узбекистанского урана. И что многолетняя американская игра в стиле «дружба-вражда» с Исламом Каримовым, безусловно, содержит в себе весомую «урановую» компоненту. Так что США вполне могут расширить свое участие в разработке (и покупках) урана из немалых (около 100 тыс. тонн) резервов в недрах Узбекистана.

Это означает, что России в ближайшие годы следует максимально использовать свои преимущества мирового лидера по дешевому обогащению урана и поставкам качественного топлива для АЭС.

В связи с топливом нужно подчеркнуть еще одно важное обстоятельство. Недавние события на украинских АЭС еще раз показали всему миру с полной определенностью, что ядерный реактор и топливо для него «друг без друга не ходят». В 2005 г., при Ющенко, украинский «Энергоатом» заявил о диверсификации своей ядерно-топливной политики. А позже «Энергоатом» начал (сначала осторожно, помалу) загружать в реактор Южно-Украинской АЭС советской постройки вместо привычных топливных сборок (кассет) производства российского концерна «ТВЭЛ» аналогичные кассеты американо-японской корпорации Westinghouse. В 2010 г. на этом реакторе стояла половина кассет «ТВЭЛ» и половина — Westinghouse. И начались закупки кассет Westinghouse для других блоков Южно-Украинской, а также Запорожской АЭС.

Но в 2011 г., во время плановой контрольной остановки реактора, выяснилось, что в кассетах Westinghouse начали разрушаться конструкционные элементы. Пришлось полностью выгружать из реактора и проверять все топливо, причем выяснилось, что кассеты «ТВЭЛ» целы, а значительная часть кассет Westinghouse имеет существенные повреждения.

Проведенное расследование показало, что лишь своевременное обнаружение этих повреждений позволило избежать тяжелых «ядерных» последствий. А в сентябре 2012 г. представители украинской Главной инспекции ядерной безопасности заявили, что использование и ввоз в Украину свежего топлива Westinghouse запрещены.

И поскольку аналогичный печальный опыт поставок неработоспособных топливных сборок Westinghouse на реакторы ВВЭР советской постройки (такие же, как украинские) был в 2007 г. на чешской АЭС «Темелин», «мировое сообщество» не могло не усвоить, что подобные замены поставщика топлива обходятся «слишком дорого».

Однако повторим, статус уранового «топливного лидера» Россия вряд ли получила надолго. И тогда нельзя не задать вопрос: а что дальше? Есть ли у нас в «советско-российском загашнике» какие-либо крупные идеи и ноу-хау, позволяющие нашей стране сохранить ядерно-энергетическое лидерство и выигрывать будущие сражения на ядерном фронте энергетической войны?

То, что мы до сих пор обсуждали в сфере производства ядерной энергии, — это еще не все. Ее нынешний вариант — далеко не безотходная технология. Причем возникающие «отходы» гораздо более опасны, чем привычные и известные отходы промышленного или сельскохозяйственного производства.

Выделение энергии в урановых топливных сборках сопровождается не только проникающим радиоактивным излучением, о котором знают все. В ядерном топливе возникают «осколки» деления урана — изотопы чуть не половины элементов таблицы Менделеева, в том числе, чрезвычайно радиоактивные. Все это содержится в отработанном (его еще называют облученным) ядерном топливе (ОЯТ). И многое из компонентов ОЯТ — вовсе не «отходы», а чрезвычайно ценное сырье для ядерных, химических, медицинских технологий.

Что с этим делают дальше? Сейчас (описываю кратко и потому огрубленно) с ОЯТ поступают следующим образом.

Извлеченные из реактора «выгоревшие» топливные сборки или входящие в их состав отдельные тепловыделяющие стержни/элементы — ТВЭЛы (в которых, замечу, еще продолжаются ядерные реакции) помещают в «бассейн охлаждения» на много месяцев (до трех лет). И не столько для охлаждения, сколько до завершения основных стадий распада короткоживущих (то есть, самых опасных) радиоактивных элементов.

Дальше «остывшие» сборки или ТВЭЛы извлекают из бассейна и транспортируют на специальный завод на переработку. Где их механически перемалывают и химически разделяют на «нужное» и «ненужное». Нужное запускают в дальнейшее производство. Ненужное — окончательные «отходы» — высушивают и (иногда) спекают в «стекло». А затем помещают в специальные подземные хранилища практически навечно — поскольку уровень их радиоактивности станет безопасным только через много десятков тысяч лет.

Все это, конечно, и дорогая, и небезопасная технология, и, одновременно, одно из самых «уязвимых мест» ядерной энергетики. И потому именно вокруг проблемы утилизации и захоронения ОЯТ развертывается один из «фронтов» энергетической войны.

Противники ядерной энергетики — прежде всего, из лобби углеводородной энергетики — заявляют, что АЭС на десятки тысяч лет закладывают под будущее человечества страшнейшие «мины замедленного действия». Что правда. К этим обвинениям присоединяются экологи. А далее — над ними и вместе с ними — во главе армии противников ядерной энергетики оказываются самого разного рода государственные и надгосударственные группы, которые используют инструмент «войны с АЭС» для ослабления и подавления своих политических конкурентов.

Яркий пример — нынешняя ситуация с АЭС в Германии. Лобби «газовиков-нефтяников-угольщиков» плюс «зеленые» (которых постоянно обвиняют в «непатриотизме» и слишком прочных связях с британскими экологическими организациями) уже давно провели в Бундестаге решение о поэтапной ликвидации в стране ядерной энергетики. После Фукусимы «зеленые» начали особо крупные акции с остановками поездов, перевозивших ОЯТ для переработки из Германии во Францию. А союз указанных лобби продавил в Бундестаге решение о форсированной остановке половины ядерных блоков страны.

В итоге этого «антиядерного блицкрига» Германия — экономический «локомотив» объединенной Европы, особенно важный для ЕС в условиях нынешнего мирового кризиса, — оказалась в ситуации энергетического дефицита. Которые в ближайшие годы придется болезненно (и дорого) восполнять за счет роста импорта газа и нефти. В результате и способность Германии «спасти ЕС от распада», и способность ЕС сохранить статус альтернативного США западного «центра экономической силы» — поставлены под сомнение...

Между тем, уже давно известно: если «атаковать» U238 «быстрыми» (высокоэнергетичными) нейтронами, то его ядро захватывает нейтрон и превращается в плутоний (Pu239) — прекрасное ядерное топливо.

А тогда в производство энергии вовлекается не 0,7?% природного урана, а он весь целиком и полностью. И энергетический выход топлива увеличивается более чем в 150 раз. И тогда уже известных мировых резервов урана энергетике хватит на многие сотни лет. А еще в перспективе быстрыми нейтронами можно точно так же превращать природный торий в «топливный» уран-235. Все это вместе — энергия для человечества на тысячи лет!

Но главное здесь в том, что «быстрыми» нейтронами из ядерного топлива «выжигаются» почти все радиоактивные «осколки деления», которые наиболее опасны при работе с ОЯТ обычных АЭС. Значит, ОЯТ таких реакторов несравненно безопаснее, их легче переработать, да и срок их хранения для снижения радиоактивности до безопасного «природного» уровня не превышает 200 лет.

Примерялись к технологиям «быстрых нейтронов» давно. Еще в 1946 г. в американской Лос-Аламосской лаборатории, где делали первые ядерные бомбы, был запущен опытной реактор на быстрых нейтронах (БН), который действовал 6 лет, производя оружейный плутоний. В 1951 г. там же пустили еще один БН-реактор, который вырабатывал не только плутоний, но и электроэнергию. А в 1965 г. под Детройтом дал энергию сравнительно мощный (60МВт) американский энергетический БН. Который, увы, очень скоро был остановлен из-за аварии.

В СССР первый опытный БН под названием БОР-60 заработал в 1970 г. под Димитровградом (он, похоже, до сих пор частично снабжает город электроэнергией и теплом). Второй реактор — БН-350 — начал вырабатывать энергию для промышленного снабжения и опреснения воды в казахстанском городе Шевченко на берегу Каспия в 1973 г. Казахстан остановил этот блок в конце 90-х годов.

В том же 1973 г. Франция запустила опытный БН «Феникс», а в 1986 г. консорциум стран Европы ввел в строй блок «Суперфеникс». Он, после ряда аварийных остановок, был закрыт в 1997 г. Однако в 2010 г. Франция вновь приняла решение о строительстве нового БН мощностью 600 МВт.

Япония давно построила свой БН «Мондзю», затем несколько раз его останавливала из-за аварий и запускала вновь. Сейчас этот проект вновь намечено вернуть к жизни.

Индия намерена вскоре запустить БН мощностью 500 МВт собственной разработки, а далее, в случае успеха, строить серию из шести таких же блоков. Свой БН, по данным специалистов, разрабатывает и КНР.

В СССР в 1980 г. на Белоярской АЭС был запущен промышленный реактор новой конструкции БН-600, который работает и дает энергию по сей день. А в 2014 г. на той же «Белоярке» запланирован ввод в эксплуатацию БН-800. Который, кроме производства электроэнергии, должен еще давать 600 теракалорий тепла в год, сжигать ядерные отходы с обычных АЭС, плюс производить для них топливо. В российских проектах есть и еще более мощные БН. В 2015 г. планируется начало строительства БН-1200, в дальнейшем — БН-1600 (мощность более 1600 МВт).

Часть планируемых в России будущих БН разрабатывается в рамках проекта «реакторов с естественной безопасностью» (важнейший фактор для ядерной энергетики!) типа «БРЕСТ». Пилотный реактор «БРЕСТ» мощностью 300 МВт намечено запустить в 2020 г. Наконец, в России есть идеи и экспериментальные наработки (еще советских времен) по созданию нового класса БН, так называемых «реакторов бегущей волны», которые потребуется «заряжать топливом» один раз в десятки лет.

Но это — на будущее. А сейчас можно без ложной скромности признать, что именно у нас в стране более 30 лет успешно работает единственный в мире энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-600. И у нас пока имеется самый большой технологический задел и опыт создания и эксплуатации таких реакторов.

Могут спросить: а почему с БН-реакторами дело идет так туго? Отвечаю: во-первых, это связано с физикой процесса. В БН ядерная реакция протекает в небольшой по объему зоне и при гораздо более высокой плотности нейтронного потока, чем в «обычных» реакторах на тепловых нейтронах. Это создает две сложные технологические задачи:

1. Нужны новые материалы конструкционных элементов реактора, способные выдерживать мощную нейтронную «бомбардировку». Это либо дорогие легированные стали и спецсплавы, либо что-то новое, что еще не изобрели.

2. Нужен жидкий теплоноситель, способный отводить гигантский поток тепла от маленькой активной зоны. Вода (как в «обычных» реакторах на тепловых нейтронах) это делать уже не может — малы теплопроводность и температура кипения. В ходе экспериментов в качестве теплоносителя для БН пробовали:

  • ртуть (но ее пары чрезвычайно ядовиты, и ртуть разъедает стенки реактора почище нейтронов);
  • жидкий натрий (однако, он горит на воздухе, при контакте с водой выделяет взрывоопасный водород, а также вызывает коррозию элементов конструкции);
  • сплавы висмута и свинца или просто свинец.

Пока же все «успешные» энергетические БН-реакторы используют в качестве теплоносителя жидкий натрий.

Есть и вторая причина, по которой создание эффективных БН встречается с очень сильным сопротивлением. Причина одновременно экономическая и политическая. Дело в том, что в случае перехода ядерной энергетики на БН резко обрушатся экономические (а значит, и политические) позиции одной из самых влиятельных мировых отраслей — углеводородной энергетики. Мировые короли нефти, газа, угля начнут терять короны.

И потому против БН много лет идет не слишком афишируемая, но очень активная война. Кроме «королей тепловой энергетики» и экологистов, к ней подключаются противники ядерных вооружений. Которые заявляют, что БН нужно вообще запретить, поскольку они могут гораздо успешнее, чем «обычные» реакторы, нарабатывать плутоний — «взрывчатку» для самых эффективных ядерных боезарядов. А также распространяют мифы о том, что БН принципиально ненадежны, и что такие реакторы могут устроить на планете «ядерный апокалипсис».

Но есть, видимо, в этой «войне против БН» и более высокий уровень. Сопряженный с так называемой концепцией устойчивого развития, которую мы обсудим позднее в рубрике «Концептуальная война». Здесь же лишь укажу, что мировые элитные группы, которые продвигают «устойчивое развитие», считают недопустимым переход человечества в эпоху изобилия дешевой энергии. И воюют именно с угрозой наступления такой эпохи.

Возвращаясь к БН, оговорим, что их развитие требует решить еще множество сложных научных и технологических задач из разных отраслей — от ядерной физики до материаловедения и от теории процессов переноса до радиохимии.

Пока никто в мире эти задачи в полной мере не решил. Но тот, кто их решит и поставит производство эффективных и надежных БН-реакторов на промышленный конвейер — получит гигантское преимущество не только на «ядерном» фронте энергетической войны, но и в энергетической войне вообще.

Тот, кто этого добьется, окажется практически независим в «большом» энергопроизводстве как от мирового рынка обогащенного урана, так и, в значительной мере, от сужающегося глобального рынка углеводородных энергоносителей.

Тот, кто этого добьется, надолго станет фактическим монополистом на глобальных рынках строительства суперэффективных АЭС, регулирования поставок топлива на эти АЭС, а также утилизации ОЯТ.

И, наконец (что важнее всего!): тот, кто этого добьется, объективно станет проводником человечества в новое измерение глобального мира, в котором войны за энергию не будут ключевым фактором свирепых локальных и мировых конфликтов.

Россия имеет реальные шансы решить эту проблему и стать действительной «энергетической сверхдержавой». У нас есть соответствующие — наиболее продвинутые в мире — научные и технологические заделы. У нас есть — пока еще есть! — специалисты ключевых отраслей, которые понадобится вовлечь в решение этой крупнейшей проблемы.

У нас сейчас утрачены та сосредоточенная государственная воля и тот навык социальной мобилизации на решение глобальных проблем, которыми отличалась Россия во все исторические эпохи. Но мы можем и должны вернуть утраченное. И в полной мере его использовать.

Использовать для создания и становления новой ядерной энергетики.

Использовать для восстановления — в ходе решения этой крупнейшей проблемы — ключевых систем и подсистем современного научного и высокотехнологичного комплекса страны.

Использовать для реализации прорывных программ энергообеспечения и инфраструктурного освоения гигантских пустеющих регионов России.

Использовать для возвращения в социальное пространство, в сферу воспитания и мечтаний молодых поколений, пафоса и готовности к участию в решении этой и других глобальных проблем, пафоса сопричастности их лично, страны и народа к историческим свершениям.

Мы можем выиграть эту войну. И мы должны ее выиграть.

Предыдущая статья

Следующая статья

http://gazeta.eot.su/article/bolshaya-energeticheskaya-voyna-chast-vii-yadernaya-energetika

http://gazeta.eot.su/article/bolshaya-energeticheskaya-voyna-chast-viii-yadernaya-energetika-prodolzhenie

http://gazeta.eot.su/article/bolshaya-energeticheskaya-voyna-chast-ix-yadernaya-energetika-okonchanie

Опубликовано 10 Янв 2014 в 08:00. Рубрика: Международные дела. Вы можете следить за ответами к записи через RSS.
Вы можете оставить свой отзыв, пинг пока закрыт.