В России запущен единственный в мире «вечный ядерный реактор». Шаг в светлое будущее или пережиток прошлого, выдаваемый за него?
Несколько дней назад российские СМИ торжественно рапортовали о том, что в стране созданы «вечные ядерные реакторы», и первый из них – БН-800 – был выведен на номинальный уровень мощности на Белоярской АЭС.
В качестве источника энергии БН-800 выступает вторично переработанное топливо, от элементов оружия массового поражения до отработанных компонентов классические атомных электростанций, которое называют МОКС-топливом (mixed-oxide fuel).
Сырьём для производства МОКС-топлива выступают диоксид плутония, получаемый при переработке ядерных отходов традиционных реакторов ВВЭР, а также утилизированного ядерного оружия, и оксид обеднённого урана, получаемый путём обесфторивания гексафторида урана-238, так называемых вторичных «хвостов» обогатительного производства.
Запуск БН-800, безусловно, очень серьёзное достижение. О радужных перспективах атомной энергетики при использовании реакторов на быстрых нейтронах вы уже, уверен, начитались. Предлагаю ознакомиться с мнением оппонентов, чтобы каждый мог составить для себя наиболее адекватную картину.
С чего всё началось и почему весь остальной мир отказался от идеи создания реакторов на быстрых нейтронах?
Следует отметить отдельно, что плутоний является одним из самых опасных веществ, как по своей общей химической токсичности, так и по степени радиационного поражения внутренних органов и тканей.
В виде аэрозолей плутоний способен переноситься на значительные расстояния и накапливаться в почве. В России уже есть загрязненные плутонием территории, в частности в окрестностях Горно-химического комбината (ГХК) в Красноярском крае и ПО «Маяк» в Челябинской области.
К «быстрым» реакторам
Разработка этих реакторов началась в 40-х годах прошлого века в США, после чего это направление открыли у себя СССР, Япония, Индия, Великобритания и Германия.
Первоначальная цель — исключить потенциальный риск исчерпания запасов урана, так как предполагалось, что по всему миру ожидается существенный рост атомных энергетических мощностей.
Следом открылась ещё одна проблема, требующая решения — накопление отработавшего топлива, которое требовалось утилизировать.
Первые эксперименты с реакторами на быстрых нейтронах начались в СССР ещё в конце 1970-х годов и сопровождались многочисленным авариями, а в других странах технология «замкнутого ядерного цикла», в том числе с использованием МОКС-топлива в БН-реакторах, за 60 лет разработок так и не смогла найти применения, буквально потерпев крах.
Франция
К примеру, маломощный исследовательский реактор на быстрых нейтронах под названием «Феникс» был запущен в 1973 году, а остановлен в 2009-м. Его эксплуатация на протяжении всего срока сопровождалась утечками натрия, пожарами, снижениями реактивности и долгими простоями.
А французский промышленный реактор на быстрых нейтронах «Суперфеникс», запущенный в 1985 году, был остановлен уже в 1991-м после целого ряда аварий и ситуаций, едва к авариям не приведших. в 1997 году проект закрыли.
в 2000 году известный эксперт в области атомной энергетики и на тот момент директор парижского отделения Всемирной информационной службы по энергетике (WISE) Майкл Шнайдер (Mycle Schneider) сказал так:
«Произошедшее — не выход из строя технического устройства, а несостоятельность плутониевой системы»
Германия
Немцы, построенный в том же 1985 году, что и французский «Суперфеникс», экспериментальный БН-реактор SNR-300 вообще ни дня не эксплуатировали (к слову, как и завод по производству МОКС-топлива). Сейчас на его месте парк развлечений.
Япония
Из-за утечки натрия, за которой последовал пожар, японский БН-реактор, запущенный в начале 1990-х годов, был остановлен вскоре после запуска.
Спустя ещё 15 лет, в 2010 году, его хотели снова запустить в тестовом режиме, но во время перегрузки топлива в корпус реактора уронили 3,3-тонную перезагрузочную машину, которая сразу утонула в жидком натрии.
Как итог, в 2014 году было принято решение демонтировать БН-реактор. В сообщении было сказано так:
«Японская АЭС отработала очень короткий период, больше находясь в стадии ремонтов и наладки, требуя лишь больших денежных вложений на своё содержание и не принося какой-либо прибыли».
Индия
Тут история вообще интересная. Вывод такой: прикрываясь работами по созданию реакторов на быстрых нейтронах, можно работать над созданием ядерного оружия.
Индия свою программу переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) оправдывала именно тем, что собирается разрабатывать БН-реакторы.
В итоге, первую же партию выделенного плутония в 1974 году использовала для «мирного ядерного взрыва».
Россия
Сейчас Белоярская АЭС осталась единственной в мире, где работает промышленный энергетический реактор на быстрых нейтронах – БН-600. На сегодняшний день БН-600, предшественник наделавшего шума БН-800, уже четыре года находится в эксплуатации сверх проектного срока. Кто-то скажет: «Потому что надёжный!»
Это не совсем так. Вроде бы.
В 2010 году был выпущен доклад «Российская плутониевая программа», в котором отмечалось:
«Одна из серьёзных проблем, возникающих при эксплуатации БН-600, это принципиальная возможность межконтурной неплотности парогенераторов натрий-вода, течи натрия. За время эксплуатации блока было выявлено 12 межконтурных неплотностей, произошло 27 течей, пять из них на системах с радиоактивным натрием, 14 сопровождались горением натрия, пять были вызваны неправильным ведением ремонтных работ или операциями ввода/вывода в ремонт».
С того момента течей произошло ещё с десяток. То есть за 32 года эксплуатации БН-600 на нём произошло около 40 инцидентов, связанных с утечкой натрия и пожарами. Учитывая, что проектный срок эксплуатации закончился. можно ожидать только увеличения их числа.
В том же 2010 году Международной комиссией по делящимся материалам (International Panel on Fissile Materials, IPFM) был выпущен доклад «Программы быстрых бридерных реакторов: История и статус».
В главе, посвящённой советско-российской программе, приводятся данные об инцидентах с утечками и возгоранием натрия на БН-600, о которых сказано выше. Отмечается, что руководители программы с самого начала были обеспокоены вопросами её безопасности.
В качестве вывода говорится о том, что БН-реакторы не смогли оправдать возложенных на них ожиданий: они так и не стали ни более экономически конкурентоспособными, ни более надёжными и безопасными, чем легководные реакторы, которые получили в итоге повсеместное применение.
Ну и отдельно сказано, что за несколько десятков лет переработки ОЯТ в рамках программ по разработке «быстрых» реакторов во Франции, Великобритании, Индии, Японии и России к 2010 году было накоплено примерно 250 тонн извлеченного плутония, пригодного для изготовления ядерного оружия.
Член-корреспондент РАН, биолог Алексей Яблоков, основатель «Гринпис» в России ушедший из жизни в 2017 году, говорил так:
«Полностью разделяю тревогу экологической общественности по поводу планов Росатома об использовании оружейного плутония в качестве топлива для АЭС. Я понимаю желание атомщиков закольцевать ядерный цикл, создать безотходное производство, но это авантюрная идея, сопоставимая с мечтой о создании вечного двигателя. Совершенно не подготовленные эксперименты с оружейным плутонием свидетельствуют о том, что и без того небезопасная российская атомная энергетика вступает в еще более опасную стадию»
Каково будущее «быстрых» реакторов?
Если верить СМИ, то БН-800 «должен стать прототипом промышленных реакторов для атомной энергетики будущего», и что энергоблоки с «быстрыми» реакторами призваны «не только существенно расширить топливную базу атомной энергетики», но и замкнуть ядерный цикл, минимизировав объёмы ядерных отходов.
Оппоненты же возражают, что запуск БН-800 — это продолжение опасного опыта по сжиганию плутония из демонтированных ядерных боеголовок в реакторе, спроектированном несколько десятилетий назад, по технологии, нигде в мире не увенчавшейся хоть сколько-нибудь значимым успехом.
Помимо прочего, реакторы БН-800 экономически невыгодны, так как стоимость 1 кВт установленной мощности в них в полтора раза выше, чем у традиционных атомных реакторов.
У БН-800 значительно более дорогие топливо, так как для производства МОКС-топлива требуется уран высокого обогащения, эксплуатационные затраты, техническое обслуживание и ремонт, что связано с использованием в качестве теплоносителя не воды, а металлического натрия. Каждые шесть месяцев этот реактор нужно полностью останавливать для перегрузки топлива. Ну и коэффициент использования установленной мощности у БН-800 тоже существенно из-за короткого топливного цикла.
Задачей публикации ставил стремление показать сторону оппонентов тех, кто считает, что будущее ядерной энергетики за реакторами на быстрых нейтронах.