Плацдарм энергетики будущего

Белоярская атомная электростанция в городе Заречном Свердловской области по праву может называться уникальной – здесь уже почти 35 лет успешно работает БН-600, «быстрый натриевый» реактор, который не смог пока повторить никто в мире. Горно-химический комбинат в Железногорске Красноярского края, где сегодня Госкорпорация «Росатом» создает промышленную основу замкнутого ядерного топливного цикла, также уникален своей промышленной площадкой, расположенной в скальной выработке на глубине 200 метров. Именно здесь завершается строительство завода МОКС-топлива для нового реактора БАЭС – БН-800. Эта связка станет первым реальным шагом к созданию энергетики будущего. Цена вопроса – энергетическое благополучие человечества на 1000 лет вперед.

В плену отложенных решений

Сегодня атомная энергетика в мире испытывает определенный дефицит решимости в преодолении давно назревших проблем. Это не только нерешенность проблемы отработавшего ядерного топлива, но и наметившаяся ограниченность ресурсной базы по урану-235. Последнее становится актуальным уже сегодня при проектировании атомных энергоблоков со сроком эксплуатации до 80 лет. На таком временном отрезке при нормальном развитии атомной энергетики становится весьма вероятным дефицит на рынке легкого изотопа урана. Многое будет зависеть от количества потребляющих его энергоблоков, но даже при сохранении количества действующих и уже заявленных к реализации новых проектов запасы урана-235 могут заметно убавиться к концу XXI века.

Во всем мире развитие атомных технологий сталкивается с понятными сложностями в производстваобласти инвестиций. Высокие политические риски, по сути, блокируют масштабные долговременные вложения в эту область, и тому есть реальные причины. Например, малодушие германского правительства, позволившего после Фукусимы в угоду сиюминутным настроениям «зеленых» свернуть программы развития атомной энергетики, является четким сигналом для инвесторов, которые не хотят, чтобы качество их вложений зависело от смены настроения правительств. В определенном смысле, современная политизированная рыночная экономика – это плохая среда для развития атомных технологий.

Росатом как локомотив

В России сложилась уникальная в этом смысле ситуация: решимость политического руководства страны развивать атомную энергетику обеспечивает уверенность инвестиций, которые во многом формируются на базе федеральных целевых программ. Поэтому именно на атомщиках России во многом лежит ответственность за развитие мировой атомной отрасли, и этот шанс нельзя упустить.Росатом сегодня отстаивает честь профессии для всей мировой атомной индустрии – и это необходимо понимать. Сегодня больше ни одна страна мира не может преодолеть инвестиционный барьер, который позволил бы создать действительно прорывные решения, замкнуть ядерный топливный цикл и сделать атомные технологии полностью безопасными не только по факту, но и в сознании общества. Можно с уверенностью прогнозировать, что если Росатом создаст технологии, которые обеспечат проектные параметры ЗЯТЦ, в том числе экономические, то мир ожидает новый бум атомной генерации.

Часть этого пилотного для мира проекта базируется на Белоярской АЭС с ее быстрым реактором, другая часть – на Горно-химическом комбинате с его заводом МОКС-топлива, перспективным ОДЦ по радиохимической переработке ОЯТ по схеме «без жидких РАО» и уникальным комплексом «сухого» хранения ОЯТ, который на порядок повышает безопасность и экономичность хранения отработавшего ядерного топлива.

Ключ к неограниченным

Быстрый реактор Белоярской станции призван решить проблему, перед которой остановились французы при создании своего ЗЯТЦ, заключающуюся в крайней ограниченности циклов переработки топлива. На тепловых реакторах, где французы используют регенерированное топливо, происходит накопление изотопов, которые являются нейтронными ядами. Все их попытки добиться устойчивой эксплуатации быстрого реактора «Суперфеникс» закончились неудачей, не в последнюю очередь по финансовым причинам.Нейтронно-физические характеристики

БН-800 позволяют не замечать большинство нейтронных ядов, которые в основном захватывают нейтроны тепловых энергий. Поэтому при использовании «быстрых» реакторов можно добиться построения настоящего замкнутого ядерного топливного цикла с неограниченным количеством циклов регенерации.

МОКС-топливо, в свою очередь, ключ к практически не ограниченной ресурсной базе. По своей «конструкции» МОКС содержит оксид урана, в основном 238-й изотоп, и оксид плутония-239, который является делящимся материалом. В ходе реакции ядерного деления часть нейтронов захватывается ураном-238 с дальнейшей трансмутацией в нептуний-239 и далее – в плутоний-239. Таким образом, уран-238 по сути становится ядерным топливом, которое можно использовать с помощью цикла МОКС-топлива в «быстром» реакторе. Сегодня в мире на промышленных складах находится такое количество обедненного урана, оставшегося после обогащения топлива, что уже только этого урана хватит для того, чтобы обеспечить энергетические потребности человечества на сотни лет вперед.

От первых таблеток

МОКС-топливо для быстрого реактора существенно отличается от МОКС-топлива для реактора на тепловых нейтронах. И тем более заметно это отличие в производстве от уранового топлива. В России и в мире ядерное топливо с такими характеристиками будут производить впервые на Горно-химическом комбинате.

То, что на фабрикации ТВС с обычным урановым топливом спокойно можно сделать руками, в случае с МОКС-топливом нуждается в