В Красноярском крае воплотили идею безотходной атомной энергетики
Нечто подобное случилось со мной, когда я вновь попал в Железногорск. Здесь я убедился, что наша клочковатая, непонятная и суетная действительность еще способна удивлять своей неповторимостью, необычностью и даже сказочностью. "Чтобы превратить мертвые сокровища в живую, полезную нам силу, необходимо иметь огромное количество дисциплинированной воли, научных знаний и технически умелых рук". Сказано не сегодня, но как будто о сегодняшнем дне российских атомщиков. Об этом и был мой первый вопрос генеральному директору ГХК Петру Гаврилову.
- Петр Михайлович, три года назад еще только говорили о МОКС-топливе, я видел пустые выработки в Горе и, честно признаюсь, был убежден, что так быстро создать новое производство невозможно. Теперь оно есть. Фантастика! А что завтра?
Петр Гаврилов: Опытно-демонстрационный центр- ОДЦ. И эта задача более сложная. В МОКС-топливе преобладает все-таки точная механика. Это подготовка материалов, прессование, комплектация твэлов, специальные печи и так далее. Очень сложное оборудование, требующее тонкой настройки, инновационное, и поэтому в нем много ноу-хау. А у центра свои сложности - особенные и более фундаментальные.
В ОДЦ радиохимия играет главную роль. Необходимо "смесь атомов" рассортировать, используя химические свойства элементов. Причем ряд этих элементов представлен очень радиоактивными изотопами - именно поэтому просто "химия" у нас и превращается в "радиохимию". Здесь применены решения, которые обеспечивают биологическую защиту персонала от излучения и жесткий контроль ядерной безопасности, поскольку в смеси представлены делящиеся материалы. К этому надо добавить особый подбор материалов и реагентов на устойчивость к радиации. Из-за сложности такой технологии американцы отказались ее использовать, так как побоялись не справиться с обеспечением экологической безопасности.
И тем самым остановили развитие этой отрасли?
Петр Гаврилов: Уровень радиохимии тогда был довольно низок, и им казалось, что повысить его невозможно. Слишком много было жидких радиоактивных отходов, и такая проблема тормозила развитие отрасли. Французы отчасти проблему решили. Высокоактивные отходы у них заключаются в жидкое стекло, потом в специальные контейнеры, которые отправляются на хранение. Есть "узкие" места у такого подхода, есть остаточное энерговыделение, но хранение в течение нескольких сот лет она обеспечивает. Среднеактивные отходы там заключают в цемент, а низкоактивные французы сегодня сбрасывают в Ла-Манш, что соответствует их нормативам. Лежит труба двадцатикилометровая, по ней они и отправляют отходы в океан. Там они разбавляются и на первый взгляд вреда природной среде не наносят.
Англичане считают иначе. Да и наши специалисты с ними полностью солидарны. Насколько мне известно, даже в Баренцевом море фиксируются следы этих сбросов.
Петр Гаврилов: Я был свидетелем спора французов и англичан. Они перекладывали ответственность друг на друга - чтобы оправдаться перед норвежцами, когда те обнаружили в своем лососе тритий. А тритий хоть и относится к низкоактивным элементам, без сомнения, представляет риски для человеческого организма. У него период полураспада чуть более 12 лет, и он, подобно водороду, активно внедряется в биологическую цепочку. Потому относиться к нему следует весьма осторожно. По крайней мере, нужны тщательные исследования.
Так вот наша технология принципиально отличается от французской и любой другой. У нас не будет вообще жидких радиоактивных отходов. Мы не сбрасываем ни йод, ни тритий, так как начинаем выделять их в "голове процесса", еще в "сухой" фазе. По этой причине у нас в растворах не остается "тритиевой воды", и всю жидкость можно безопасно выпарить.
За счет чего это получается?
Петр Гаврилов: Французы берут использованную тепловыделяющую сборку, извлекают твэлы и рубят их на специальных установках. Порубили, и все это в азотную кислоту - бултых! Все радиоактивные отходы растворяются в этой кислоте. А дальше уже пошло: экстракция - уран и плутоний в одну сторону, отходы - в другую, потом разделение плутония и урана, отходы тоже разделяются на высокоактивные, средне- и низкоактивные. Такова в общем виде технологическая цепочка.
А мы, во-первых, применяем концентрированную азотную кислоту, потому объемы растворения значительно сжимаются. Во-вторых, еще до этого момента запускаем ряд процессов, которые позволяют резко снизить количество отходов. И еще, в отличие от тех же французов, мы не рубим твэлы - мы их аккуратно режем. Потому у нас нет замятий, которые неизбежны при рубке трубок.
Детали и подробности тут, наверное, излишни?
Петр Гаврилов: Технология запатентована. Интерес к ней очень большой. Дело в том, что кроме французов этой проблемой занимались в Корее и Японии, но там не смогли довести технологию до промышленного применения. Знают, что есть процесс перевода оксида урана и плутония в закись-окись, но делают это лишь в пробирках. А у нас уже запущено производство. Радиоактивный йод и тритий мы улавливаем в момент перехода одного состояния в другое и выводим из процесса. Образно говоря, то, что французы гонят в Ла-Манш, мы обезвреживаем в самом начале.
Разработанная у нас технология вскрытия твэлов позволяет сразу работать с их содержимым - смесью урана, плутония и продуктов деления. Таким образом, мы можем начинать работать в "сухом" режиме, французам же топливо надо сначала растворить, чтобы начать с ним работать. Наш подход позволяет сразу, без промежуточных переделов, получать базовую уран-плутониевую смесь для МОКС-топлива. Добавлением в нее разных делящихся материалов можно получить различные варианты топлива. Понятно, что это экономически выгодно. И французы, когда ознакомились, неспроста назвали ее технологией уже не третьего, а четвертого поколения...
Производить изотопы она тоже позволяет?
Петр Гаврилов: Конечно. И мы намерены это делать. Тот же америций-241 в чистом виде весьма дорогостоящий элемент. Главным образом потому, что у него жесткий спектр излучения, который так необходим в медицине. Есть потребность рынка и на другие изотопы, в том числе на тритий и цезий. Наша технология позволяет извлекать целый ряд изотопов для медицинских целей. Тут мы работаем в контакте со специалистами Радиевого института имени академика Хлопина, входящего в наш дивизион "Росатома". Они стояли у истоков радиохимии, и сейчас продолжают оставаться первопроходцами новых технологий.
То есть сумели сохранить нужные вам компетенции?
Петр Гаврилов: К счастью, в Радиевом институте остались ученые старой, в хорошем смысле, советской школы. Они подрастили молодежь. Еще есть мощные радиохимики, которые эту технологию апробировали, они в ней уверены, довели ее до масштабов опытной эксплуатации. Наш Центр - это промежуточная стадия между опытной и промышленной технологией. Мы делаем первый пусковой комплекс. Производительность - пять тонн в год. Это точка отсчета. Мы должны "прогнать" весь процесс и убедиться в его работоспособности. На этот день уже "прогнали" всю технологическую цепочку в килограммовых объемах на реальном облученном топливе. Это сделано в Гатчине, там у института есть горячие камеры и установки. Так убедились, что технология работает.
После всех проверок и отработки на первом комплексе ставим дополнительное оборудование и выходим на производство 250 тонн в год, то есть получаем мини-завод с самой современной в мире технологией по радиохимической переработке отработавшего ядерного топлива.
Действуете по старинке, как во времена "Атомного проекта СССР"?
Петр Гаврилов: Мы сотрудничаем не только с Радиевым институтом, который в Санкт-Петербурге, но и с "Девяткой" - теперь это государственный научный центр "ВНИИНМ" имени академика Бочвара, он в Москве. Работающий там Владимир Иванович Волк полон сил, энергии, хотя ему 70 лет исполнилось. Мы с ним пересекаемся уже лет тридцать. Я реакторщик, но радиохимия идет следом, а потому мы тесно взаимодействуем.
Но было непросто, признаюсь, когда два института на определенном этапе "схлестнулись". Это две научные школы, и каждая группа ученых была категорична - давай только мое!
Традиционно для крупных институтов!
Петр Гаврилов: И это даже хорошо, потому что истина рождается в споре. Все уже ясно, и нужно, чтобы каждая группа шла в своем направлении, но к единой цели, а не спорили друг с другом.
Как и было принято в Средмаше...
Петр Гаврилов: Да, именно так. Бессмысленные споры были прекращены - ответственность предусматривает и принятие решений. Каждый ученый, профессор и доктор наук заняты своим делом. Конечно, они посматривают друг за другом, но работают в единой команде, и это главное.
ГХК реализует один проект, но на повестке уже следующий?
Петр Гаврилов: Не будем опережать события. Но почему французы применительно к нашей технологии говорят о "четвертом поколении"? Она позволяет отделить не просто высокоактивные отходы, а выделить из них долгоживущие, что позволяет их не захоранивать, а повторно направлять в "быстрые" реакторы для дожигания. А стронций и цезий переводить в среднеактивные отходы...
Конечно, это пока задача будущего, но тем самым я хочу подчеркнуть, что новая технология не исчерпывает себя, а остается конкурентоспособной и в будущем. Вот такая глобальная, сложнейшая научно-техническая проблема стоит сегодня перед российскими атомщиками, и мы полны решимости ее решить, прошу прощения за тавтологию. По моим прикидкам, потребуется пять-семь лет, чтобы завершить первый этап. А потом построим еще два модуля - это уже будет полномасштабный завод, и проблема переработки отработанного ядерного топлива в России будет решена. Мечта атомщиков нескольких поколений будет осуществлена. Я не сомневаюсь.
Вопрос естественный: по праву ли то, что происходит у вас, называют "Атомным проектом-2"?
Петр Гаврилов: То, что было сделано в Советском Союзе по созданию ядерного оружия, сравнивать с чем-то другим, на мой взгляд, не надо. Да, уровень интеллекта по решению задач сегодня высочайший, научно-технические решения, как говорится, "высшей пробы", да и технологии оригинальные, - все это так. Бесспорно, отработанное ядерное топливо - это "ахиллесова пята" атомной энергетики, но называть решение этой проблемы "Атомным проектом-2" можно лишь тогда, когда человечество в полной мере осознает масштабы свершенного. А это случится, когда закончатся углеводороды, а возобновляемые источники энергии - солнечная, ветровая и иные - не смогут смягчить энергетический голод. И тогда всем станет очевидно, что на ближайшие тысячу лет альтернативы замкнутому топливному ядерному циклу нет. Однако осознание этого придет не скоро. По сравнению с этим "Атомный проект" - это был вопрос о выживании нашей страны.
А сейчас речь о том, как придать второе дыхание атомной энергетике. И аналогия, на мой взгляд, допустима. Во-первых, работа с отработанным ядерным топливом - это оборотная сторона создания оружия, и было ясно, что ее предстоит решать. Во-вторых, как и в "Атомном проекте", сейчас в атомной отрасли колоссальная концентрация кадровых и материальных ресурсов направлена именно на решение проблемы замкнутого топливного цикла. Так что сравнение возможно...
Петр Гаврилов: Возможно, но не обязательно. Кстати, нашему комбинату в определенном смысле повезло - мы были третьими после "Маяка" и СХК, и здесь уже был учтен опыт первопроходцев. У нас на комбинате академик Анатолий Петрович Александров во времена "Атомного проекта", когда он еще и не был академиком, принял очень важное решение. Он тогда предложил новый тип реактора - чтобы понапрасну не выбрасывать в окружающую среду огромную энергию. Так появился двухцелевой реактор, на котором нарабатывался плутоний, а расположенный рядом город снабжался теплом и электричеством. Это было революционное по тем временам решение. И в новой истории нынешнее руководство атомной отрасли приняло решение именно у нас создать революционный технологический комплекс по переработке ОЯТ, хотя пионерами опять-таки были коллеги на "Маяке".
Как сегодня воспринимаются ваши дела и планы в кругу "зеленых", которые были и остаются оппонентами всего атомного?
Петр Гаврилов: Кусают, щипают... Хотя всем очевидно, что после остановки в 92-м году проточных реакторов произошли качественные изменения. В какой-то момент мне надоело, что постоянно цепляют по поводу атмосферы, воды, работы комбината, и я пригласил сюда специалистов Института безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук. Они тщательно поработали. И вывод специалистов был ошеломляющим: предприятия "Росатома" в Красноярском крае практически не оказывают влияния на здоровье населения, в отличие от большинства предприятий, принадлежащих другим ведомствам. Основное вредное воздействие - это химические выбросы производств Красноярска, которые так просто не закроешь и не модернизируешь, тут и социальные проблемы, и экономические.
Результаты этой работы были доложены сначала в Академии наук - Борис Федорович Мясоедов организовал специальное заседание, поскольку наш пример полезен и для других регионов страны. А потом презентация прошла в Красноярске. Был дан аргументированный отпор тем силам, что всеми способами старались уничтожить комбинат.
Вы говорите об этом в прошедшем времени?
Петр Гаврилов: К сожалению, атаки на нас продолжаются. Хотя и не такие явные. Наверное, потому, что у оппонентов нет убедительных аргументов, а мы всегда готовы ответить на вопросы людей. Население начинает верить нам, а не заезжим гастролерам, которые лишь прикрывают свои неблаговидные действия мнимой заботой о природе.
О горном массиве, в котором упрятан завод, уже сложены легенды. По объему извлеченной породы его сравнивают с московским метро. Под новое производство будете делать новые выработки в Горе?
Петр Гаврилов: Гора - безусловно, национальное достояние, объект надо беречь и сохранять. С другой стороны, он потребляет довольно много энергии, потому что прогон воздуха, обменная вентиляция, поддержание всего комплекса в рабочем состоянии требует серьезных затрат. Чтобы их уменьшить, внутри необходимо что-то размещать. Разные идеи есть. Создание производства МОКС-топлива - первый шаг. Конечно, Гору надо использовать. Да и психологическая составляющая важна - гарантия безопасности. 200 метров гранитной естественной защиты не требуют создания специальных колпаков, если разместить здесь реактор. Кстати, даже прямое попадание Челябинского метеорита наша Гора выдерживает. Я не знаю других производств в России, которые на такое способны.
Недавно встречался с общественностью, они расспрашивали как раз о метеоритной опасности. Я сказал в шутку, что если начнется метеоритный дождь, то все жители Железногорска могут спрятаться у нас на объекте. Сказал в шутку, но это на самом деле так: Гора обладает уникальным свойством самодостаточности. В ней можно полностью закрыться от внешнего мира и жить там целый месяц - запасов воздуха будет достаточно.
Мне кажется, что рано или поздно вы вернетесь к проекту подземной атомной станции. Об этом часто говорил академик Сахаров - даже убеждал, что такие АЭС безопасны.
Петр Гаврилов: Так и есть. По логике новый "быстрый" реактор на МОКС-топливе когда-нибудь надо строить и у нас. Да, сейчас капитальные затраты у "быстрых" реакторов выше, чем у "тепловых". Но постепенно разница будет снижена, технологии не стоят на месте. Самое же главное в другом - только "быстрая" энергетика способна эффективно использовать отработавшее топливо. Это надо помнить и понимать.
У меня такое ощущение, будто, приехав на комбинат, я прикоснулся к будущему.
Петр Гаврилов: Вот видите! А у нас люди привыкли к тому, что живут в будущем, хотя кому-то кажется, что в прошлом. Приезжают иностранцы, говорят: "европейский город", и добавляют: "Здесь, наверное, живут очень богатые люди". Первая моя реакция - издеваются! А потом понял: у нас много зелени, широкие улицы, хорошие дома - такое, по западным меркам, могут позволить себе только очень богатые люди. Всегда очень важно посмотреть на себя со стороны, чтобы понять и оценить, что у нас есть и как мы живем. Прекрасный город нам достался! А некоторые начинают цепляться к мелочам и не замечать главного.
Вы - доктор наук. Больше чувствуете себя ученым или инженером?
Петр Гаврилов: Однажды прочел интервью, которое давал Ландау. Ему был задан вопрос: "Кто будет осуществлять ваши идеи?" Лев Давидович долго думал, а потом ответил: "Эти, как их звать-то... а, вспомнил, инженеры!" Так вот я как раз из них, "этих самых инженеров"...
Сегодня не модно в этом признаваться.
Петр Гаврилов: Но без нас, инженеров, ни один механизм вращаться не будет. Как бы ни была прекрасна теория, какой бы сильной ни была физика и математика, пока не будет нормального инженера, который сделает необходимый прибор и нужное оборудование, ничего не получится. Без инженеров - никуда!
Вторая жизнь ЗАТО Железногорск
Производство МОКС-топлива на ГХК создавалось с 2011-го по 2015-й год с привлечением ведущих институтов и предприятий «Росатома». Инвестиции в проект обеспечены Федеральной целевой программой «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015 годов и на перспективу до 2020 года». Реализация этой ФЦП отражает стремление России к созданию и развитию такой атомной энергетики, которая бы обеспечивала требуемое количество энергии без выброса парниковых газов и снижала риски экономических и политических конфликтов, вызванных дефицитом энергоресурсов.