Академик Рыкованов: "Росатом" укрепляет научные альянсы и не оставляет РАН
Георгий Рыкованов: Как мы все понимаем, это Общее собрание Академии наук, посвященное 75-летию атомной отрасли, готовилось в особой обстановке, продиктованной пандемией. И пройдет, увы, без того, кто был инициатором нынешней научной сессии: неделю назад мы простились с руководителем отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН академиком Владимиром Евгеньевичем Фортовым.
Я знал его много лет и понимаю, какая это утрата для мировой и российской науки, нашей страны, академии и "Росатома".
При обсуждении повестки заседания договорились с академиком Фортовым не ограничиваться историей и ее анализом, а тематику докладов существенно расширить. Так, чтобы на обсуждение академическому сообществу были вынесены основные направления работ по подготовленной "Росатомом" программе "Развитие техники, технологий и научных исследований в области атомной энергии" (РТТН). Программа прошла необходимые согласования и является по существу четырнадцатым национальным проектом.
И где, на каких направлениях развития атомной отрасли маячат сегодня главные вызовы - научные и технологические?
Георгий Рыкованов: Речь в первую очередь об исследованиях и разработках, которые могут обеспечить и закрепить лидерство России в атомной и термоядерной энергетике. Именно такие направления сформулированы в упомянутой программе, которая подготовлена в соответствии с указом президента России и направлена в правительство для рассмотрения и утверждения. На Общем собрании РАН 8 декабря несколько докладов, что называется, прямо по теме: физика высоких плотностей энергии, двухкомпонентная ядерная энергетика, радиохимические технологии замыкания топливного цикла, термоядерная энергетика, новые материалы.
Должен сказать, что ведущие академические институты, давно и плотно взаимодействующие с атомной отраслью, принимали активное участие в подготовке программы и ее согласовании на разных стадиях. Мы провели совместное заседание НТС "Росатома" и президиума РАН.
Сверили часы?
Георгий Рыкованов: В известном смысле - да. В Российской академии наук подтвердили заинтересованность и готовность выполнять определенные работы по термоядерной энергетике,
физике плазмы и высоких плотностей энергии, двухкомпонентной атомной энергетике с тепловыми и быстрыми реакторами, малой атомной энергетике (мощностью 10 - 100 МВт), развитию радиохимических технологий для замыкания топливного цикла, обоснованию технологий безопасного захоронения радиоактивных отходов, созданию новых радиационно-стойких материалов для атомной энергетики и промышленности, развитию водородной энергетики.
По результатам того обсуждения были уточнены некоторые задачи и планы работ в рамках программы. Да и сама программа, которая называлась изначально "Атомная наука, техника и технологии", претерпела серьезные коррективы, что отразилось и ее нынешнем названии.
Да, теперь она называется очень длинно: "Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2024 года". Может, оттого что долго шло согласование? Когда, наконец, проект станет программой?
Георгий Рыкованов: Концептуально и технически она готова. Сейчас "Росатом" плотно работает с аппаратом правительства и министерствами, оттачивая и корректируя отдельные формулировки и положения программы. Надеюсь, в новый 2021 год мы вступим с уже утвержденной программой.
Какие невоенные применения своим знаниям, технологиям, наработкам и практическому опыту ищут и находят научно-исследовательские и проектные коллективы, входящие в контур управления самого "Росатома"?
Георгий Рыкованов: Если говорить об основных гражданских направлениях, то это, конечно, атомная энергетика. То, что "Росатом" является сейчас мировым лидером в этом направлении, не означает, что так будет всегда.
Очень интенсивно развивает атомную энергетику и ее различные направления Китай. Поэтому важны работы по развитию и совершенствованию существующих реакторных технологий в области тепловых и быстрых реакторов.
После споров и обсуждений в "Росатоме" принята стратегия развития двухкомпонентной ядерной энергетики, где тепловые и быстрые реакторы не противостоят, а взаимно дополняют друг друга.
В такой системе за счет вовлечения в топливный цикл урана-238 решаются вопросы топливообеспечения, появляется перспектива, если не полного решения проблемы ОЯТ, то, по крайней мере, заметного снижения объемов высокоактивных отходов.
Вы говорите сейчас о проекте "Прорыв"?
Георгий Рыкованов: Не только. В рамках проекта "Прорыв" предполагается создание быстрого реактора со свинцовым теплоносителем и определение, сравнительная оценка его экономических показателей. А параллельно ведутся работы по проекту "ВВЭР-С" - он направлен на модернизацию хорошо себя зарекомендовавшего реактора ВВЭР-1000…
Если хорошо себя зарекомендовал, зачем модернизировать?
Георгий Рыкованов: С той целью, чтобы была возможность на 100 процентов загрузить его смешанным уран-плутониевым топливом. А сам переход на двухкомпонентную энергетику связан с развитием радиохимических технологий и созданием новых радиационно стойких материалов.
Отмечу еще два направления, важные для развития нашей страны. Это цифровизация, в рамках которой специалисты "Росатома" разрабатывают продукты, которые облегчают взаимодействие и документооборот - например, "цифровое предприятие", "умный город". Предлагают к широкому гражданскому применению прежде закрытые (или - ограниченного использования) программные пакеты для компьютерного проектирования и моделирования сложных конструкций, расчета полей ионизирующего излучения, распространения нейтронов, гамма квантов и заряженных частиц.
И, конечно, ядерная медицина. Это направление сейчас на слуху. "Росатом" и ранее производил для медицины стабильные и радиоактивные изотопы, ускорители электронов. Но предприятия занимались этим по своей инициативе. Сейчас сформирована комплексная отраслевая программа развития ядерной медицины, включающая как развитие технологий, разработку и создание оборудования, так и строительство центров ядерной медицины.
А пересечения с фундаментальной наукой, с проектами разряда mega-science - их не становится меньше? Что об этом можно сказать?
Георгий Рыкованов: Приведу два примера, где российская наука в целом и, в первую очередь, РАН видят пользу от взаимодействия с "Росатомом". Многие знают о достижениях академика Юрия Оганесяна, который работает в Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований, и занимается синтезом сверхтяжелых элементов с порядковыми номерами (Z) 114 - 118. На мой взгляд, результаты уровня Нобелевской премии. "Росатом" произвел стабильный изотоп кальций-48 - ядро, которым бомбардируется мишень, и материалы самой мишени - плутоний-242, -244, америций-243. Очень приятно, что Росатом внес свой небольшой вклад в эти достижения. Запланирован, насколько мне известно, дальнейший поиск сверхтяжелых элементов с атомным номером Z больше 120. За "Росатомом" - производство стабильных изотопов титана-50, никеля-64, с также актинидов кюрия-248, берклия-249 и калифорния-251.
Вы упомянули установки mega-science - одна из них там же, в Дубне. Это коллайдер NICA, который скоро должен заработать в полную силу. Вторая - СКИФ, Сибирский кольцевой источник фотонов.
Он станет основой центра синхротронного излучения, который задуман и создается учеными Сибирского отделения РАН. Установки такого уровня ранее в России не строились. При реализации этих проектов ученые и специалисты в Дубне и Новосибирске заинтересованы в технологиях и производственных мощностях "Росатома". Организации такого взаимодействия были посвящены три заседания секции ядерной физики РАН с участием представителей "Росатома". Достигнуто полное взаимопонимание.
Наш диалог, Георгий Николаевич, будет иметь явную недомолвку, если не задам еще один вопрос. Очевидно, что для Академии наук, которая лишилась прежнего влияния, организационных и финансовых возможностей, поддержка "Росатома" в нынешней ситуации очень важна и даже необходима. А чем нынешняя академия - по существу, сообщество ученых - может реально помочь госкорпорации? Какие заделы нарастить?
Георгий Рыкованов: Что касается влияния и возможностей - тут, с сожалением, вынужден с вами согласиться. Но не могу не подчеркнуть и другое: Российская академия наук по-прежнему остается структурой с высоким статусом в мировой науке, пользуется уважением и доверием большинства населения нашей страны. Членами РАН являются руководители лабораторий, отделов, институтов, где ведутся реальные научные исследования.
Взаимодействие "Росатома" и РАН также происходит на этом уровне - тут как было с начала формирования атомной отрасли, так и осталось.
Да, после того, как академические НИИ переподчинили - сначала ФАНО, а теперь Министерству науки и образования, в организационном плане стало сложнее - требуется одобрение совместных работ со стороны Академии наук, которая осуществляет научное руководство исследовательскими институтами, и со стороны Минобрнауки, в чьем непосредственном подчинении они находятся.
Теперь в отношении заделов - что и где необходимо нарастить. Тут поле для взаимодействия весьма широкое. Это работы в области физики лазеров, ускорителей и мощных электрофизических установок, термоядерных исследований, математического моделирования и создания высокопроизводительных суперЭВМ, радиохимических технологий, технологий ускоренной разработки и радиационных испытаний новых материалов. Как правило, по всем таким направлениям совместные работы уже ведутся.
Приведу только один совсем свежий пример. Решением правительства "Росатому" поручена организация работ по квантовому компьютеру и квантовым вычислениям.
Направление для госкорпорации новое. Специалистов, глубоко разбирающихся в этой области, и в "Росатоме", и в России крайне мало. А поручение надо выполнять. Куда и к кому идти? Для понимания уровня компетенций в этой области и потенциала различных институтов и групп - конечно, в Академию наук. В первую очередь. Потом - в Фонд перспективных исследований, который финансировал первоначальные работы в этом направлении. А уже оттуда - в Физико-технологический институт РАН, Физический институт РАН (оба в Москве), Институт физики твердого тела РАН (Черноголовка), Институт физики полупроводников СО РАН (Новосибирск) и столичные университеты - МИСИС, МГУ, МГТУ им. Баумана.
И еще, в заключение. Работа на новых направлениях не обходится без столкновений различных точек зрения на проблему. Поэтому не следует забывать также, что Российская академия наук - это высший в стране орган научной экспертизы.
Как, например, можно обойтись без экспертизы РАН в том, что касается обращения с отработанным ядерным топливом при замыкании топливного цикла? Когда нужно рассмотреть в комплексе вопросы геологии, мутаций генома, воздействия на биосферу, человека и оценить много всего другого.
Евгений Адамов, научный руководитель проектного направления "Прорыв", профессор:
- Для ядерной энергетики в ее привычном, нынешнем исполнении нужно открыть второе дыхание. Но само собой это не произойдет. И назревшие проблемы, связанные с безопасностью, с отработанным ядерным топливом, сырьевыми возможностями и общей конкурентоспособностью, не решаются в рамках существующей технологической платформы. Требуемых результатов по всем перечисленным направлениям можно достичь только путем развития замкнутого ядерного топливного цикла и двухкомпонентной ядерной энергетики.
С этой целью в 2013 году в рамках федеральной целевой программы было открыто проектное направление "Прорыв" - чтобы решить сумму этих проблем во взаимодействии с уже существующей ядерной энергетикой. То есть не противопоставлять, а соединить АЭС с реакторами на тепловых нейтронах и АЭС с реакторами на быстрых нейтронах - при обязательном замыкании ядерного топливного цикла. При этом должен обеспечиваться такой уровень внутренней безопасности, когда при любых отказах и авариях на станции не потребуется эвакуация населения.
Второе по важности обстоятельство - мы сумеем использовать не 0,7 процента (как сейчас) энергетического потенциала уранового сырья, которое добываем, а 100 процентов. Потому что будем использовать не только изотоп урана-235, но и природный уран-238. И при этом отложенный выбор, которым считается во всем мире проблема отработанного ядерного топлива, мы переводим в решаемую плоскость уже сейчас. Как? Реакторы на быстрых нейтронах способны таким образом изменить, трансмутировать долгоживущие изотопы, что мы получим на выходе радиоактивности не больше, чем было в сырье, когда добывали из земли уран вместе с другими изотопами.
Одновременно решаем еще две задачи. Укрепляем и усиливаем технологически режим нераспространения - за счет того, что для реакторов на быстрых нейтронах уже не требуется обогащение урана. А во-вторых, решаем проблему конкурентоспособности. Поскольку реакторы на быстрых нейтронах должны иметь меньшие требования к эксплуатационному персоналу, а их технологические особенности - требовать меньших инженерных барьеров, мы сокращаем на этом издержки и повышаем экономические показатели.
Суммарно такая двухкомпонентная ядерная энергетика становится элементом зеленого квадрата. Потому что нет даже потенциальной угрозы тяжелых аварий, а налицо все преимущества "зеленой" энергетики - отсутствие парниковых и зольных выбросов, неограниченные запасы природного сырья, сохранение органики для внеэнергетического использования. Наряду с возобновляемыми источниками энергии ядерная генерация становится ключевым элементом энергетики будущего.