Перспективы атомной промышленности

 Российской атомной промышленности 75 лет. О развитии этой важнейшей отрасли экономики мы побеседовали с доктором физико-математических наук, заместителем директора отделения АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», профессором ИАТЭ НИЯУ МИФИ, специалистом в области физики реакторов Андреем Гулевичем. 

 — Андрей Владиславович, что такое атомная промышленность сегодня?

— Это одна из наиболее мощных и высокотехнологичных российских отраслей, объединяющая около 350 предприятий, на которых работает четверть миллиона человек. Отрасль подразделяется на четыре научно-производственных комплекса. Это предприятия топливного цикла, где добывается уран, ведётся производство ядерного топлива и переработка отработавшего ядерного топлива. Второй крупный комплекс —  машиностроение, которое обеспечивает все наши станции — это производство оборудования для АЭС, элементов активной зоны, парогенераторов и т.д.

Третья очень важная составляющая отрасли — ядерно-оружейный комплекс. А четвёртый комплекс – отраслевая наука. И, конечно, нужно отметить в Росатоме наличие единственного в мире атомного ледокольного флота.

Атомная промышленность является важнейшим и динамично развивающимся сектором российской экономики. Отрасль развивается не только на территории нашей страны, но и строит много объектов за рубежом.

В настоящее время все наши станции относятся к крупнейшей генерирующей компании —  концерну Росэнергоатом. Это вторая компания в мире по объёму атомных генерирующих мощностей после французской компании — Electricite de France (EDF).

— Каковы мощности АЭС в современной России?

 — У нас в России 11 атомных электростанций с 38 энергоблоками. Всего установлено мощностей порядка 30 ГВт. Основу составляют водо-водяные реакторы — 21 энергоблок, на них приходится две трети всех мощностей атомной энергетики.

10 энергоблоков у нас канальные – РБМК. Это те, которые использовались на Чернобыльской станции. Они, конечно, модернизованы, сделаны безопасными, но сроки их эксплуатации заканчиваются, и принято решение, что эта линия атомных блоков развиваться не будет.

Есть у нас ещё небольшие по мощности блоки на Билибинской станции. Они будут постепенно выводиться из строя. Туда, на Крайний север, прибыло судно «Академик Ломоносов», которое базируется в Певеке. Предполагается, что эта передвижная атомная электростанция со временем будет замещать мощности Билибинской АЭС. Подчеркну, это единственная в мире электростанция, построенная в Заполярье.

И ещё важно напомнить о двух реакторах на быстрых нейтронах. Два блока работают на Белоярской АЭС – это БН-600 и БН-800. Совместная их мощность составляет около 1,5 ГВт, и это около пяти процентов производства годового «ядерного» электричества в нашей стране.

— Каков общий вклад АЭС в производство электричества?

 — В прошлом году установлен рекорд выработки электроэнергии атомными станциями – почти 209 миллиардов киловатт часов. Это больше 19 процентов всей электроэнергии, произведённой в России. А в европейской части страны – 40 процентов. Таким образом, каждый пятый киловатт-час у нас — ядерный.

В нашей стране строительство атомных энергоблоков продолжается, в настоящее время Росатом сооружает ещё три блока. И за рубежом сегодня у нас много контрактов. Предстоит сооружение 36 блоков по всему миру. Активно ведётся работа в Китае, Индии, Турции, Белоруссии.

— Какими проектами занимались и занимаются в ФЭИ? Что разрабатывается в обнинском государственном научном центре?

 — Здесь в июне 1954 года родилась атомная энергетика. В Обнинске был построен первый графитовый реактор с тепловым спектром нейтронов для промышленного производства электричества. Назывался он АМ, причем эту аббревиатуру специалисты-ядерщики  расшифровывали по-разному: «атом мирный», «атом морской»…

В институте развивались технологии тепловых реакторов, занимались мы и графитовыми блоками первого и второго реакторов для Белоярской станции. Сейчас они уже выводятся из эксплуатации, и мы занимаемся этими проблемами.

Но основное направление деятельности ФЭИ — это реакторы на быстрых нейтронах.

— Когда началась работа в этом направлении?

 — Идея реакторов на быстрых нейтронах родилась практически одновременно с идеей тепловых реакторов. Кстати, первая электрическая лампочка от энергии ядерного реактора EBR-1 с натриевым теплоносителем была зажжена в США ещё в 1951 году.  Поэтому считается, что первое «ядерное» электричество было получено американцами. Но станция, дававшая электричество в промышленную сеть, была первой у нас — в Обнинске.

Автором идеи развития направления быстрых реакторов в нашей стране был Александр Ильич Лейпунский, учёный имя которого сегодня носит наш институт. Быстрый реактор отличается от теплового по спектру нейтронов. Чтобы спектр был быстрый, надо, чтобы в теплоносителе отсутствовал водород, иначе нейтроны замедляются, поэтому лучше, чтоб теплоноситель был жидким металлом. Ртуть для этого не подходила по ряду особенностей, что очень быстро поняли в ФЭИ и остановили выбор на натриевом теплоносителе.

Кроме того, быстрый реактор является такой установкой, которая позволяет кроме производства электричества нарабатывать ядерное горючее. Используя идею ядерных превращений, можно уран-238 (это не делящийся  в тепловом спектре изотоп) переводить в плутоний-239. Идея реализации расширенного воспроизводства ядерного горючего захватила умы учёных. Развитие пошло, в конце 50-х был построен реактор БР-5, а в 1973 году на его основе — БР-10. Это был первый такой реактор в Европе, он был мощностью примерно 8 МВт и работал в институте до 2002 года. На нём было произведено большое количество научных исследований — отрабатывались технологии топлива, конструкционных материалов и всех элементов, которые нужны для технологий быстрых ядерных реакторов.

— Какие установки сейчас используются в институте для проведения исследований, и чем занимаетесь вы сами?

 — Энергетического реактора на быстрых нейтронах сейчас в ФЭИ нет, но есть импульсный реактор. Есть комплекс БФС — больших физических стендов. Критический стенд, как обычный реактор, может быть выведен в критическое состояние, но энергия при этом выделяется незначительная.

Мы с коллегами занимаемся быстрыми энергетическими реакторами. После запуска реактора БР-10 мы были руководителями пуска реактора БОР-60 в НИИАРе (институт в Димитровграде). Это было в конце 60-х годов. В 70-х был построен БН-350 в Казахстане, который использовался, в том числе, для промышленного опреснения морской воды.

В 80-м году был запущен БН-600 на Белоярской АЭС. Последним из запущенных под нашим научным руководством реакторов был БН-800 на Белоярской станции. Это произошло в октябре 2016 года.

В 2003 году под руководством специалистов нашего института началась разработка коммерческого реактора на быстрых нейтронах БН-1200, задача которого не только эффективное производство электроэнергии, но и реализация замыкания ядерного топливного цикла и расширенного воспроизводства ядерного горючего — плутония.

— Это пока только идея?

 — Пока реактор БН-600 работает на урановом топливе, а реактор БН-800, который недавно запущен, при пуске уже каждую пятую топливную сборку использовал плутониевую. Сейчас стоит задача перевода всего топлива реактора БН-800 на плутоний. Возможно, это осуществится уже в ближайшие три года. Таким образом, БН-800 можно будет использовать как энергетическую машину с новым топливом – плутонием.

Плутоний и ранее использовался в нашей стране. У нас на БР-10, в исследовательском импульсном реакторе ИБР-2 в Дубне, на БОРе-60 в Димитровграде.

Делали такое и французы. У них реактор Феникс частично работал на плутонии, но сейчас этот реактор выводится из эксплуатации.

— Почему этот процесс останавливается?

 — Всё это недёшево. Кроме того, были этапы снижения активности разработок в атомной энергетике в связи с авариями на чернобыльской станции, а затем на АЭС Фукусима-1в Японии. Эти катастрофы основательно затормозили научные исследования по ядерным программам вообще. Однако, по моему убеждению, дальнейшее развитие атомной энергетики неизбежно. Это показывает опыт не только России, но и Китая, Индии и других стран.

— Каковы перспективы нашей атомной промышленности?

 — Наша страна наиболее активно развивает ядерную энергетику и технологию быстрых реакторов, и вообще является передовой в этом направлении в мире. С 2010 года в нашей России реализовывалась Федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения», в рамках которой развивался целый спектр работ по быстрым реакторам. Это проекты БН-1200, БРЕСТ ОД-300 со свинцовым теплоносителем, проект многоцелевого исследовательского реактора МБИР, который необходимо создать в НИИАРе (г.Димитровград) на замену реактора БОР-60.

ФЭИ является научным руководителем проектов БН-1200 и реактора МБИР. Словом, идёт активное развитие атомной науки и технологий. Реактор БРЕСТ планируется запустить в 2026 году, проект БН-1200 мы рассчитываем реализовать к 2030 году, а МБИР — к 2028 году. Впереди у нас напряжённое и интересное десятилетие.

Беседовал В. Шапошников

фото автора

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *