Россия знает, как сделать атом безопасным

Ситуация на атомной электростанции "Фукусима-1" по-прежнему вызывает беспокойство. О том, как обезопасить "мирный атом" в будущем, "Yтро" беседует с научным руководителем-координатором тематики БРЕСТ Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники, доктором физико-математических наук, профессором Виктором Орловым.

"Yтро": Официальные данные об аварии на "Фукусиме-1" достаточно противоречивы. Что, на ваш взгляд, там произошло? В чем причина?

Виктор Орлов: Причина очевидна – землетрясение и цунами, а авария связана с потерей охлаждения. Такая авария была в 1979 году в США на реакторе атомной станции "Три-Майл-Айленд". Правда, там не было никаких природных катаклизмов – просто клапан, по которому выпускается пар, не встал на место, и вода выкипела, реактор остался без охлаждения, произошло расплавление топлива. Через семь лет, в 1986 году, произошла авария в Чернобыле, только там был разгон реактора, а в США, наоборот, он был остановлен. Но, поскольку накопившиеся в топливе радиоактивные продукты деления, распадаясь, выделяют тепло (сразу после остановки в реакторе выделяется 7% от исходной мощности), и его надо отводить. На "Три-Майл-Айленд" был специальный колпак, удерживающий внутри продукты деления, поэтому большого выброса радиации не случилось, а в Чернобыле такого колпака не было, поэтому последствия сопоставимой по масштабам аварии оказались более тяжелыми, произошел большой выброс радиации.

"Y": Японская авария по масштабам сопоставима с Чернобылем?

В.О.: Конечно. Там была седьмая категория, самая высокая, здесь – шестая. Эта авария меньше чернобыльской по двум обстоятельствам: там произошел разгон, здесь, наоборот, реактор был остановлен, и была оболочка, которая может сдержать выброс (а может и не сдержать), а в Чернобыле ее не было.

"Y": Высказывалось мнение, что при строительстве "Фукусимы-1" в расчеты не был заложен риск столь сильного землетрясения...

В.О.: Надо сказать, что девять баллов – это землетрясение очень крупное. Обычно при строительстве станций рассчитывают на семь баллов, а здесь еще и цунами.

"Y": А почему? Строить с расчетом на более высокие риски нерентабельно?

В.О.: Во-первых, причин возникновения аварий может быть множество, рассмотреть и учесть все просто нереально. Скажем, падение на АЭС крупного астероида ее точно разрушит, но выделяются более вероятные вещи, и это повышает стоимость строительства. В США в 70-е годы, еще до аварии на "Три-Майл-Айленд", наблюдательная служба NRC выставила требования безопасности по отношению к разным потенциальным угрозам, и атомные станции сразу подорожали вчетверо. С тех пор АЭС в США не строят, и вовсе не из-за запретов: компании сами отказались их возводить, потому что это стало невыгодно. Хотя давно построенные станции, которые уже окупились, гораздо выгоднее, чем обычные, потому что ядерное топливо намного дешевле, чем уголь, нефть или газ. И никто не собирается их закрывать. Но вот строить АЭС, именно из-за удовлетворения требований безопасности, оказывается много дороже, чем обычные станции.

"Y": Какие еще риски может в себе таить авария на "Фукусиме-1"?

В.О.: Я думаю, что все основное уже произошло, новых потрясений не ожидаю.

"Y": Какой, на ваш взгляд, будет реакция на японские события? Стоит ли ждать новой волны гонений на атомную энергетику?

В.О.: В силу того, что строительство атомных станций дорого, атомная энергетика не стала обычным бизнесом и везде она развивается с той или иной поддержкой государства. Решающую роль играют политика и политики. На политиков оказывают влияние как ядерные лоббисты, так и антиядерные; конечно, информационный фон тоже вносит свою лепту. Но, на мой взгляд, едва ли откажется от ядерной энергетики Франция, которая почти 80% электричества получает таким путем. Германия колеблется, в США новых станций не строится, но и существующие вряд ли закроют. Однако эти страны не планируют существенного увеличения производства энергии, в отличие от Китая, Индии и других бедных стран, которые начали всерьез развивать атомную энергетику. Что значит "бедные" – проживающие в этих странах 5/6 населения Земли довольствуются примерно 1 кВт энергии на человека (всей энергии, не только электричества). А в передовых странах (так называемый "золотой миллиард", одна шестая часть мирового населения) – масштаб 10 кВт на человека. И бедные страны хотят в XXI веке преодолеть свою отсталость, достичь примерно такого же уровня; и они это энергично делают и продолжат развитие ядерной энергетики, это главное.

"Y": То есть никаких существенных перемен в этой области не будет – как атомная энергетика в последнее время развивалась, так и будет развиваться?

В.О.: Именно так. Естественно, как и прежние аварии, недавние события в Японии будут приняты во внимание. Не сомневаюсь, что Китай и Индия не откажутся от своих планов – у них нет другого пути, чтобы вырваться в передовые страны. В десять раз увеличить мировое производство энергии на традиционных источниках энергии трудно. Цены на топливо растут, это тормозит развитие бедных стран и грозит миру обострением конфликтов, так что развитие атомной энергетики отвечает глубоким интересам всех стран.

"Y": При этом нет никаких гарантий того, что похожие аварии не повторятся на других АЭС мира, правильно?

В.О.: Ну, вот видите, были две большие аварии – в 1979 и 1986 году. Принятые ценой удорожания АЭС меры позволили 25 лет работать без них, и многие наши коллеги приняли очень низкие расчетные оценки вероятности тяжелых аварий за "гарантированную безопасность" АЭС. Я и раньше возражал, но теперь, думаю, и они согласятся, что технические паллиативы и полезные для анализа расчеты долговременных гарантий безопасности АЭС дать не могут. Думаю, полученный опыт позволит еще снизить частоту аварий, но мы должны лет за двадцать разработать и продемонстрировать новую технологию, способную радикально решить сумму проблем крупномасштабной атомной энергетики – топливо, безопасность, экономика.

"Y": А можете ли вы рассказать о каких-то новых идеях и направлениях, позволяющих сделать атомную энергетику более надежной и безопасной?

В.О.: На самом деле это идеи не новы. В 40-е годы ХХ века в ходе создания атомной бомбы физики выступили и с идеей атомной энергетики на быстрых реакторах с избытком нейтронов, достаточным как для вовлечения в нее неисчерпаемых ресурсов дешевого урана, включая и его бедные руды, так и для решения проблем безопасности в отношении аварий на АЭС, радиоактивных отходов и распространения ядерного оружия. Уже в 1951 г. на опытном быстром реакторе США получили 200 КВт электричества, но проще было пустить АЭС на созданных для военных целей тепловых реакторах (плутоний для бомбы, подводные лодки), и до сих пор атомная энергетика строится на них.

После ряда неудач США свернули строительство быстрых реакторов, а СССР в 70-е вышел вперед: БН-350 проработал 25 лет, БН-600 успешно работает до сих пор. Но они оказались много дороже тепловых реакторов и продолжения не получили.

"Y": Это вопрос экономики. А что с точки зрения безопасности?

В.О.: Высокая стоимость АЭС и с тепловыми, и с быстрыми реакторами – результат мер безопасности, так что экономика АЭС тесно связана с безопасностью. В 70-е годы мы увидели, что тепловые реакторы дороги, а быстрые еще дороже, и физики – ученики ушедших основоположников – поняли: чтобы снизить стоимость АЭС вместе с надежным решением проблем безопасности, нужно, прежде всего, использовать в целях безопасности природные качества растворов, разумеется, отказавшись от заведомо опасных технических средств.

Избыток нейтронов позволяет быстрым реакторам наряду с топливными надежно решить и сумму проблем безопасности. Прежде всего, это равновесный состав топлива и режим работы: скорости "горения" и воспроизводства плутония равны – вместо его "размножения" в первых быстрых реакторах. Это упрощает управление реактором, исключая аварии разгона при отказах системы или ошибках персонала.

В быстрых реакторах вместо низкокипящей воды высокого давления используют жидкие металлы, но переход от горючего натрия к свинцу с температурой кипения +1700°С исключит аварии и с потерей охлаждения, и при аварийном контакте с водой и воздухом.

Быстрые нейтроны делят все актиноиды (долгоживущая и наиболее опасная часть отходов). Они также приходят в равновесие (а не копятся, как в тепловых реакторах), что позволяет снизить их радиотоксичность до уровня извлекаемого из земли урана, не нарушая природного уровня радиоактивности при захоронении отходов.

Топливо равновесного состава не требует разделения урана и плутония при переработке для возвращения в реактор, что вместе с производством обогащения урана делает ядерную энергетику опасной для распространения оружия.

"Y": Каковы перспективы развития атомной отрасли в России в свете японских событий?

В.О.: Надеюсь, из трагедии в Японии у нас будут сделаны верные выводы, в том числе, насчет "гарантированной безопасности". Но главное – быстрые реакторы в замкнутом топливном цикле. На них Россия в 70-е вышла вперед и сейчас более других стран готова к созданию лет за двадцать нового быстрого реактора, способного решить встающие перед миром в XXI веке и далее проблемы топлива и энергии. Эта цель, важная и для экономики, и для престижа страны, должна быть ясно поставлена как одна из главных задач программы модернизации энергетики страны.