Как в Сибири создают прообраз энергетики будущего
Согласно планам, производство ядерного топлива нового типа должны запустить уже в 2020 году, а еще через четыре года, когда будет готов и принципиально новый реактор, здесь начнут не только производить электричество, но и пережигать то, что до сих пор было принято называть отработанным ядерным топливом (сокращенно - ОЯТ) и что с годами стало едва ли не главной проблемой в развитии этого вида электрогенерации.
Первую в мире атомную станцию практически замкнутого цикла - а именно в этом состоит одна из ключевых решаемых задач - разработали в НИКИЭТ имени Н.А. Доллежаля. Основа такой АЭС - реактор на быстрых нейтронах, где в качестве теплоносителя выступает расплавленный свинец (поэтому диапазон рабочих температур начинается от 340 градусов), работающий на смешанном нитридном уран-плутониевом топливе.
- Этот реактор способен сам "готовить" для себя новое топливо, - объясняет руководитель проекта создания реакторной установки "БРЕСТ-300" Андрей Николаев. - То, что остается в "котле" после реакции, химическими способами разделяется на разные элементы. Большая часть снова отправляется в реактор, а сравнительно небольшой остаток хорошо поддается переработке и безопасному захоронению. Другими словами, уже отработавшее в традиционном "тепловом" реакторе топливо становится, образно говоря, сырьем для "БРЕСТа" и способно снова отдавать тепло. Надо лишь добавить небольшое количество урана-238, который в природе распространен и в сравнении с ураном-235 недорог.
Очень важное свойство новой станции - ее естественная, основанная на физике процессов, безопасность. Характеристики "БРЕСТа" позволяют строить такие реакторы чуть ли не в городской черте - специальной зоны отчуждения, большой санитарной зоны они не требуют, а при любом сбое или выходе системы за пределы штатных параметров весь физический процесс тут же затухает без выбросов радиации или опасных веществ.
На Сибирском химкомбинате, которому выпало строить у себя первый в мире почти безотходный ядерный энергетический комплекс, понимают, что их опытно-демонстрационная установка вряд ли будет экономически рентабельной. Ведь ее мощность - всего 300 мВт. Главная задача - отработать технологию будущего атомной энергетики и показать, что на практике такое осуществимо. Если все получится, как задумано, на подобных, но уже более мощных установках можно будет в промышленном масштабе заняться дожиганием отработанного топлива с других станций, с атомных ледоколов и подводных лодок.
Специалисты обсуждают строительство такого комплекса, включающего два реактора на быстрых нейтронах по 1200 мВт каждый. Их легко можно разместить здесь же, в Северске. Место во всех смыслах самое подходящее.
Но это, как и возможные заказы на постройку подобных реакторов за рубежом, - дело будущего. А пока эксперты и специалисты ждут 2024 года, когда будет запущен экспериментальный комплекс в Северске. К слову сказать, строителей и разработчиков никто со стороны не погоняет. Все понимают: дело ведь новое, и если возникает необходимость провести дополнительные исследования, лучше это сделать сейчас. Поэтому и сроки в графике обозначены не жесткие, а ориентировочные.
- Я такую крамольную вещь скажу: сейчас наша стройка - вторая по важности в стране после Керченского моста, - делится Андрей Николаев. - И когда мы закончим, реактор заработает, Россия станет обладателем такой технологии, которой ни у кого и близко нет.
- Проект "Прорыв", в котором активно участвуют предприятия Топливной компании ТВЭЛ, покажет всем, что АЭС может быть делом выгодным, чистым, безотходным, экологически безопасным, - резюмирует генеральный директор Сибирского химического комбината Сергей Точилин.
Северск - город особый. Как и другие атомные ЗАТО, он по всему периметру надежно защищен от непрошенных гостей и случайных туристов. Попасть сюда можно только по заблаговременно оформленному пропуску, который выдают после тщательной проверки личности посетителя.
Почему так строго? В частности, потому, что более полувека на химическом комбинате внутри этого атомграда пять промышленных реакторов нарабатывали оружейный плутоний - начинку для ядерных бомб, снарядов и ракет. Отсюда и секретность. В конце девяностых - начале двухтысячных, когда потребность в такой продукции резко сократилась, а потом и вовсе ушла, встал вопрос, что делать с самими реакторами и чем занять рабочее население почти 100-тысячного города. В какой-то момент могло показаться, что история атомграда Северск на этом закончилась. Но генеральный директор АО "Сибирский химический комбинат" Сергей Точилин уверен в обратном: сегодня город переживает второе рождение. И, как мог, постарался убедить в этом корреспондента "РГ".
Сергей Борисович, насколько безопасно сейчас жить и работать в Северске? Заглушенные реакторы сильно "фонят"?
Точилин: Абсолютно безопасно. Все наши пять реакторов, которые работали на двух заводах города, могли и дальше надежно и безопасно функционировать. Но отпала необходимость и в них самих, и в их продукции, свои государственные задачи они выполнили и были аккуратно заглушены. Теперь они превратились в полигон для отработки технологии вывода из эксплуатации и безопасного захоронения ядерных реакторов. По расчетам, мы можем гарантировать 10 тысяч лет спокойной жизни каждому выведенному из эксплуатации реактору. Как нам это удается? Есть такая технология, это наше ноу-хау.
Что собой представляет законсервированный ядерный реактор?
Точилин: Зеленую лужайку. Пока так законсервирован только один реактор, работы обошлись почти в два миллиарда рублей, но это был первый опыт, на нем отрабатывали технологию. Постепенно точно так же утилизируем и остальные, причем стоимость их захоронения будет ощутимо ниже. Этот блок работ на нашей площадке выполняет АО "Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уран-графитовых ядерных реакторов". Мы с ними очень плотно взаимодействуем, постепенно передадим коллегам и остальные наши установки. А пока остановленные реакторы просто заглушены и стоят в своих зданиях. Некоторое превышение над естественным фоновым значением внутри, конечно, есть, но настолько небольшое, что туда можно спокойно водить экскурсии.
После захоронения оставшихся реакторов история Сибирского химкомбината не закончится?
Точилин: Нет, конечно. С реакторами связана только часть нашей работы. Когда технология утилизации ядерных реакторов по типу "зеленой лужайки" будет во всех смыслах отработана, мы сможем предлагать услуги и оказывать профессиональную помощь в захоронении схожих объектов, включая выведенные из эксплуатации энергоблоки АЭС - как в России, так и за рубежом.
Это - одна сторона дела. А помимо того у нас есть и продолжают действовать другие производства. Исторически здесь было девять заводов. Реакторы мы остановили, непрофильные активы вывели из своей структуры. Но остался, например, радиохимический завод. На нем мы можем производить любое ядерное топливо из сырья всех урановых месторождений мира. Проверили на образцах из России, Казахстана, Намибии, Австралии - наша технология справляется с любым. Среди заказчиков - атомные электростанции и "Росатомфлот". Это наш уникальный продукт - такую конверсию никто больше в стране не освоил. Тут мы полностью обеспечиваем потребности государства с перспективой на многие десятки лет.
Ваша конверсия связана только с ядерным производством?
Точилин: Скорее она связана с ядерными технологиями, которыми мы владеем и которые позволяют нам делать уникальные вещи. Например, мы уже наладили выпуск изотопов ксенона и электролитов для мощных аккумуляторов, которые находят спрос у министерства обороны. Запустили в работу совместное предприятие с крупной топливной компанией по выпуску диоксида титана. Пока это небольшое производство - на этот год есть план на 5 тысяч тонн по сырью и 2,5 тысячи тонн по готовой продукции. За пару лет отработаем технологию и организуем полноценное производство.
Диоксид титана - очень важная продукция. Это - основа всего белого, что есть вокруг: краска, пластик, эмаль, текстиль. В России его не производят, все приходится завозить по импорту. И мы тут можем быть первыми. Общий объем инвестиций достигает 180 миллионов рублей.
Сейчас хотим сами наладить выпуск фтора из отвалов, оставшихся от наших реакторов. На сублиматном заводе есть нитратные отходы. Сейчас мы тратим деньги на их захоронение, но есть идея перерабатывать такие отходы в удобрения, в аммиачную селитру. Причем заниматься этим мы сами не будем - поделимся сырьем и технологией с бизнесом.
Как вы думаете, какая перспектива у атомной энергетики в целом?
Точилин: По большому счету, потребителю абсолютно все равно, какое электричество и откуда пришло к нему в розетку. Где-то удобней поставить ветряк, а где-то - АЭС. Главное - оба вида генерации "чистые", безуглеродные. Но место под солнцем просто так никто не уступит, его надо завоевывать. При этом нет задачи забрать себе весь рынок. Пусть будут и ветер, и солнечная генерация. Мы уже сейчас производим у себя отдельные компоненты для солнечных батарей. Как, мол, так - помогаете конкурентам?! Нет. Сотрудничаем. А год назад "Росатом" вплотную занялся ветровой генерацией...
Но самое главное - именно на нашей площадке реализуется проект "ПРОРЫВ". Если экспериментальный модуль оправдает ожидания, то дальше можно будет строить большие станции замкнутого цикла. В стране уже есть конкретный интерес, иностранные партнеры пока присматриваются. Это в чистом виде российское ноу-хау: наши ученые подобрали оптимальный состав топлива, конструкция самого реактора, замедлители. Все это можно и нужно развивать, строить у себя, продавать другим и на этом честно зарабатывать.
А параллельно - вкладывать деньги в науку, в том числе в фундаментальные исследования и прикладные разработки, чтобы сохранять и в будущем наш приоритет в ядерной отрасли. Наши технологии в этой сфере настолько опережают мировые, что их, заметьте, санкции не коснулись. Умные люди понимают, кто здесь лидер, поэтому отказываться от сотрудничества с нами совершенно не хотят.