Ядерные реакторы уменьшаются в размерах, но проблемы безопасности остаются

МОСКВА. Когда Советский Союз принял на вооружение свою новую подводную лодку класса "Альфа" – самую быструю в мире на то время, она стала настоящим проклятием для американских моряков. Сейчас же реакторы, приводившие в действие эти субмарины, продвигают на рынке, называя их инновацией в "зеленой" энергетике. 

Экологи заявляют, что это оборудование устарело и является потенциально опасным, и что продажа таких реакторов порочит доброе имя экологически чистой ядерной энергетики.

Русские не одиноки в проталкивании идеи о том, что у следующего поколения ядерных реакторов должно быть больше общего с небольшими силовыми установками на подводных лодках, чем у многочисленных нынешних агрегатов.

Однако у тех морских реакторов, которые продвигают на рынок русские, имеется побочный продукт – использованное топливо. И никто не знает, что с этим топливом делать. Сейчас такое использованное топливо хранится на военно-морских базах в российском Заполярье.

На большинстве ядерных объектов высокорадиоактивное использованное топливо удаляется из реактора и хранится затем в водяном бассейне. Но использованное топливо из той военно-морской установки, которую сегодня усиленно  рекламирует одна московская компания, затвердевает вместе с реактором, а затем отправляется на хранение. Пока не найдено ни одного инженерного решения по его дезактивации.

На самом деле, это оборудование стало причиной целого ряда аварий и механических поломок, когда реакторы такого образца применялись на советских подлодках с 70-х по начало 90-х годов.

Директор российской компании "АКМЭ-инжиниринг" Кирилл Даниленко говорит о том, что  эту технику можно сделать вполне безопасной, причем риск разрушения в таком реакторе будет ничуть не выше, чем на крупной атомной электростанции. По его мнению, малые реакторы станут настолько обычным делом, что коммунальные службы смогут подключаться к ним и строить электростанции как из конструктора "Лего".

До реализации мечты о том, как миниатюрные реакторы освещают и отапливают дома, офисы и школы, должно пройти еще много лет. Но первый российский образец уже создается – это плавучий реактор на понтоне, который можно будет заводить в гавани развивающихся стран, страдающих от недостатка электроэнергии. Однако большинство сторонников такой технологии считает, что малые реакторы начнут работать только в конце текущего десятилетия.

Эти планы в России и других странах продвигаются вперед – несмотря на голоса критиков, говорящих о неотъемлемой опасности такой ядерной инфраструктуры в случае ее широкого развития, в рамках которой свои собственные небольшие реакторы могут получить, например, города среднего размера.

Но когда проектные решения и технологии будут усовершенствованы, вполне возможно, что создавать такие реакторы в расчете на единицу вырабатываемого электричества будет гораздо дешевле, чем строить традиционные атомные электростанции.

Данный довод немаловажен, поскольку капитальные затраты это самая крупная составляющая в ядерной энергетике. И такие инновации сделают ее более конкурентоспособной по сравнению с угольной энергетикой.

Во всем мире ядерная отрасль все чаще пользуется досконально проверенными и хорошо себя зарекомендовавшими экономическими расчетами серийного производства. В серийном производстве активные реакторные зоны будут сходить с конвейеров подобно машинам Форда, а затем их можно будет отгружать и отправлять к месту установки. Такие реакторы можно будет использовать поодиночке или в составе модулей для увеличения производства электроэнергии. Однако это станет возможно лишь в том случае, если реактор будет достаточно мал, и его можно будет погрузить на железнодорожную платформу.

По данным вашингтонской отраслевой организации Институт ядерной энергетики (Nuclear Energy Institute), американские компании продвигают на рынок девять образцов малых реакторов. Международное агентство по атомной энергии со штаб-квартирой в Вене, которое осуществляет контроль и наблюдение за гражданской ядерной энергетикой, прогнозирует, что к 2040 году спрос на малые реакторы может составить от 500 до 1000 единиц.

К этой категории относятся реакторы, вырабатывающие менее 300 мегаватт электроэнергии, то есть то количество, которого достаточно для обеспечения 300000 американских домов. Это примерно четверть того, что вырабатывает крупный реактор.

У малых реакторов есть и другие преимущества. Так, они вполне удачно могут быть встроены в систему парогенераторных установок на старых угольных электростанциях. Поэтому использовать ядерные реакторы на действующих электростанциях, которые сегодня сжигают уголь, будет гораздо легче. Кроме того, у малых реакторов есть как минимум одно преимущество из сферы нераспространения по сравнению с их собратьями покрупнее: топливо в них можно будет загружать непосредственно на предприятии, поэтому необходимость в отдельных поставках ядерного топлива снижается.

Некоторые из этих моделей совсем крошечные. Один реактор, например, настолько мал, что его можно погрузить в обычный транспортный контейнер и перевозить с места на место как дизель-генератор. Единственное отличие от генератора состоит в том, что заправлять реактор надо всего раз в семь лет или около того.

Сторонники этой идеи отмечают, что и российские регулирующие органы из ядерной отрасли, и министерство энергетики США уже дали свое разрешение на малые реакторы. В Америке их проектированием занимается изготовитель традиционных реакторов компания Westinghouse, производитель реакторов для подводных лодок ВМС США Babcock & Wilcox, а также новая компания NuScale, возникшая на базе исследовательского проекта в университете штата Орегон.

Название российской компании АКМЭ это сокращение, которое расшифровывается как "Атомные комплексы для малой и средней энергетики". Иногда она дает свое название на английском в написании Acme (высшая точка, кульминация – прим. перев.).

Цель АКМЭ – создать к 2019 году опытный образец ядерного реактора на 100 мегаватт, который будет по своим размерам достаточно мал, чтобы его можно было установить в обычном дворе.

Компания была создана в декабре как совместное предприятие с участием государственной корпорации ядерной энергетики "Росатом" и частной энергетической компании, принадлежащей олигарху с кремлевскими связями Олегу Дерипаске. Ее стартовый капитал составляет 500 миллионов долларов.

Стоимость мини-реактора может оценочно составить около 100 миллионов долларов.

Выбранная АКМЭ конструкция имеет ряд особенностей. Охлаждение реактора не водяное, в нем используется жидкий свинцовый сплав. Советский Союз был единственной страной, использовавшей жидкометалли́ческие реакторы в море. Эти реакторы, производство которых началось в 70-е годы, были достаточно мощными, чтобы работающая на нем субмарина развивала под водой скорость 45 с лишним миль в час. Они оказались настолько мощными, что блок НАТО был вынужден создать совершенно новый класс торпед.

Однако у этого проекта времен "холодной войны" были и свои недостатки. Авторитетное норвежское природоохранное объединение Bellona, занимающееся проблемами ядерных отходов в Арктике, говорит о том, что теплоноситель на основе свинцового сплава имеет тенденцию застывать в случае аварийной остановки реактора. Таким образом, реактор превращается в неразборную болванку из свинца, стали и отходов топлива.

Bellona задокументировала факт случайного застывания активной зоны на подводной лодке К-123 в начале 80-х после аварийной остановки реактора в Карском море. Лодка вернулась на базу малым ходом. Единственный способ отремонтировать корабль состоял в том, чтобы снять реакторный сегмент. На эту работу ушло девять лет. (Бывший капитан первого ранга из российского военно-морского флота, который работал в объединении Bellona и раскрыл эти и другие детали повреждений реакторов, в 90-е годы предстал перед судом за разглашение государственной тайны.)

Сегодня затвердевшие стержни жидкометалли́ческих реакторов загрязняют Арктику. Они хоть и малые, но весят сотни тонн. Нет ни одного предприятия, ни одного устройства, с помощью которого можно было бы выплавить смертельно токсичный свинцовый сплав и извлечь отработанные топливные стержни. Это тяжелая нерешенная проблема, доставшаяся России в наследство от советской программы создания подводного флота. По данным Bellona, несколько таких реакторов хранится на военно-морской базе в Гремихе, что на побережье Северного Ледовитого океана неподалеку от Норвегии.

Такой побочный продукт вряд ли можно назвать "экологически чистым", заявил в интервью  по телефону научный сотрудник  из объединения Bellona Игорь Кудрик.

Российская атомная промышленность, стремящаяся воспользоваться бурно растущим в мире спросом на ядерную энергию, в том числе, на новые инженерные решения, такие как малые реакторы, просто сдула пыль со своих старых и небезопасных разработок, говорит Кудрик. "Они не создали ничего нового", - замечает он.

Представительница АКМЭ заявила, что компания не может комментировать вопрос о военных ядерных отходах. Руководство компании заявляет, что проект гражданского назначения должен быть конкурентоспособным по таким параметрам, как безопасность и экономичность, и что продукция будет обеспечена пассивными мерами защиты. Генеральный директор компании Анна Кудрявцева говорит о том, что  невоенная версия жидкометаллического реактора будет "максимально безопасной, даже не в самых умелых и опытных руках".

Оригинал публикации: Safety Issues Linger as Nuclear Reactors Shrink in Size