«Запасов хватит на три тысячи лет»: эксперты — о прорывной отечественной технологии использования ядерного топлива

В России создают атомный энергокомплекс нового поколения, который не имеет аналогов в мире. В Томской области строится атомная установка на быстрых нейтронах с замкнутым ядерным топливным циклом. Как ранее отметил Владимир Путин, инновационная технология позволит использовать до 95% накопившегося отработанного топлива. RT обсудил с экспертами уникальность проекта, а также будущее отечественной и мировой атомной энергетики.

В ближайшие пять лет в России создадут первую в мире атомную энергосистему с замкнутым топливным циклом (ЗЯТЦ). Об этом президент РФ Владимир Путин объявил на прошедшем в Москве глобальном ядерном форуме.

«Уже в 2030 году мы в России, в Томской области, планируем запустить первую в мире ядерную энергетическую систему с замкнутым топливным циклом. Это по-настоящему революционная разработка отечественных учёных и инженеров», — сказал Путин.

Новая, не имеющая аналогов технология отечественных ядерщиков позволит многократно использовать практически весь объём отработавшего ядерного топлива, хранящегося в стране и ранее непригодного для использования.

Президент России отметил, что разработка позволит повторно использовать около 95% отработавшего топлива. В перспективе решится проблема исчерпания природных запасов урана. По оценкам экспертов, повторное использование ядерных отходов обеспечит АЭС топливом на тысячи лет.

Проект «Прорыв»

Строительство опытно-демонстрационного энергокомплекса IV поколения (ОДЭК) в городе Северске Томской области уже началось. 29 сентября была установлена металлическая оболочка центральной полости реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 (быстрый реактор естественной безопасности со свинцовым теплоносителем опытно-демонстрационный) мощностью 300 МВт.

В рамках стратегического отраслевого проекта «Прорыв» «Росатом» возведёт инновационный комплекс, где впервые в мировой практике будут соседствовать АЭС с «быстрым» реактором и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл.

Напомним, в России уже работают опытно-промышленные реакторы на быстрых нейтронах БН-600 и БН-800, а в проекте находится БН-1200М, первый бетон в основание которого планируют залить в 2027 году.

Топливо для реакторов БН производится на отдельном предприятии, тогда как в Северске это будет осуществляться прямо на территории АЭС.

RT обсудил с экспертами ядерной отрасли перспективы инновационной отечественной разработки и возможности, которые проект открывает для атомной энергетики России и всего мира.

«Первые в мире»

— В чём заключается практическая ценность замкнутого ядерного топливного цикла? И в чём сложность создания и освоения этой технологии?

Главный редактор аналитического журнала «Геоэнергетика.info» Борис Марцинкевич:

— Новая технология позволяет использовать в качестве топлива изотоп урана 238 (самый распространённый в природе), который в обычной ядерной реакции не применяется из-за его низкой активности. В проекте «Прорыв» 238 уран в топливной смеси облучается, становясь плутонием, который уже хорошо участвует в реакции деления, и это можно повторять несколько раз.

Предприниматель, член общественной палаты Москвы, вице-президент компании ZANGER, специализирующейся на высокоточном метрологическом оборудовании для АЭС, Анна Герасимова:

— Мы сможем многократно использовать то, что раньше считалось отходами. Это открывает перспективы по значительному продлению срока эксплуатации ядерного топлива и, как следствие, снижению уровня загрязнения окружающей среды. Главной сложностью было запустить этот замкнутый цикл — мы с этим первые в мире справились.

Доцент кафедры атомных электростанций ИГЭУ, руководитель Научно-образовательного центра высоких технологий в сфере тепловой и атомной энергетики Мария Вольман:

— Замкнутый ядерный топливный цикл позволяет в десятки раз увеличить количество используемой энергии урана. Но для замыкания цикла нужны реакторы на быстрых нейтронах. Технологическая схема подобных установок сложнее. Например, в качестве теплоносителя в таком реакторе привычная вода не используется — она замедляет нейтроны. Вместо неё применяют жидкий натрий, а в «БРЕСТЕ» жидкий свинец. И это лишь одна из проблем, которую приходится решать.

— Почему именно Россия лидирует в сегменте ЗЯТЦ?

Борис Марцинкевич: 

— Дело в том, что мы достаточно давно занимаемся исследованиями в этой отрасли и, в отличие от других, довели эту технологию до ума. Опытные БН-600 и БН-800 доказали жизнеспособность и экономическую целесообразность использования «быстрых» реакторов. Проект «Прорыв», в свою очередь, должен стать дебютом в области полного замкнутого топливного цикла.

Анна Герасимова:

— В СССР занимались быстрыми реакторами с 1950-х годов. За это время мы отточили технологию и запустили её в производство. За границей подобные исследования тоже проводились, но были остановлены по разным причинам.

Мария Вольман: 

— Отечественные реакторы БН-600 и БН-800 являются сейчас единственными в мире промышленными реакторами на быстрых нейтронах. Франция в 2010 году остановила свой единственный реактор-размножитель «Феникс», завершив «быструю» программу. Сыграли роль экономические причины, а также европейская «зелёная повестка». В итоге именно Россия полноценно освоила работу быстрых реакторов и накопила колоссальный опыт, который успешно использует в работе над новыми проектами.

Энергия на тысячелетия

— Будет ли ЗЯТЦ своего рода «вечным» источником энергии и как эта технология в долгосрочной перспективе изменит атомную энергетику России?

Б. М.: — Учитывая запасы урана, которыми мы обладаем, при использовании новых реакторов и ЗЯТЦ запасов хватит на ближайшие три тысячи лет, это точно. Кроме того, в перспективе Россия обзаведётся новыми реакторами БН-1200М, также на быстрых нейтронах, что обеспечит энергетическую безопасность страны при возрастающем энергопотреблении.

А. Г.: — Запасы будущего топлива для новых реакторов у нас накопились очень существенные. Я не думаю, что в ближайшие несколько веков мы всё это выработаем. Для страны такая технология может дать дешёвый и чистый источник энергии.

М. В.: — Конечно, вечного двигателя не существует. Но в сравнении с тем, как используется ядерное топливо сейчас, замыкание цикла может сделать этот процесс почти что вечным, закрывая вопрос дефицита энергии, возможно, на тысячелетия.

— Видите ли вы перспективы экспорта технологии ЗЯТЦ? Насколько она может укрепить позиции России на глобальном рынке мирного атома?

Б. М.: — Мы уже лидеры. Но я думаю, что международная кооперация по этому направлению, безусловно, будет иметь место. Тут ещё многое зависит от МАГАТЭ, поскольку все эти технологии упираются в договор о нераспространении ядерного оружия, даже несмотря на то, что получаемый изотоп плутония не относится к оружейной промышленности.

А. Г.: — Мы активно работаем с нашими партнёрами в Индии, Иране и Турции и выступаем за равноправное сотрудничество. Вместе с тем, действительно есть определённые правовые вопросы экспорта подобных технологий. На первых порах, я думаю, мы можем закупать «отработку» у других государств и превращать в топливо для наших АЭС. А потом посмотрим.

М. В.: — Мы уже занимаем лидирующую позицию в экспорте ядерных технологий. Но спрос на ЗЯТЦ в мире практически неизбежен в сложившейся сырьевой ситуации. И те шаги, которые отечественная отрасль делает сейчас, с большой долей вероятности позволит нашей стране лучше других ответить на этот спрос предложением.