Поясним: на наших глазах, по сути, осуществляется глобальная мечта человечества о вечном двигателе. Атомщики это называют более прозаично - замкнутый ядерный топливный цикл. Суть происходящего в том, что энергетический реактор начинает работать на том, что пока во всем мире считается отходами, поясняет заместитель главного инженера БАЭС по эксплуатации 3-й очереди Илья Филин. Стандартные топливные сборки для тепловых реакторов содержат 95 процентов урана-238 и 5 - урана-235. Последний в ходе реакции частично выгорает, а уран-238 - облучается. А дальше облученное ядерное топливо (ОЯТ) становится серьезной проблемой для нынешнего и будущих поколений: его нужно безопасно хранить, а это весьма непросто. Либо перерабатывать, на что, собственно, и нацелены реакторы на быстрых нейтронах (БН). Для них эти отходы вполне пригодное топливо. Более того, они способны превращать уран-238 в плутоний-239, который после определенной обработки можно вновь "отправлять в топку" - использовать и в быстрых, и в тепловых реакторах. И так по кругу.
- Технологически цикл уже замкнут. Летом мы полностью перейдем на вторсырье - прекратим использовать уран-235, - подчеркивает Филин.
Значение этого шага трудно переоценить: замкнутый цикл в перспективе даст экономию на добыче и обогащении природного уранового сырья плюс обеспечит переработку ОЯТ, то есть экологический эффект. Как утверждают атомщики, в результате запас ядерного топлива станет практически неисчерпаемым.
Ранее развитие атомной энергетики шло несколько иным путем: во всем мире в основном используются реакторы на тепловых (медленных) нейтронах, например, наиболее распространенные в России ВВЭР - водо-водяные энергетические. Но, оказывается, тема быстрых реакторов имеет давнюю историю. Начальник смены станции Вячеслав Неуймин, который сопровождает журналистов по БАЭС, рассказывает: возможность воспроизводства ядерного топлива путем получения плутония-239 из урана-238 теоретически доказана еще в начале ХХ века. В период гонки вооружений, когда возникла необходимость наработки плутония, была поставлена практическая задача - создать такую технологию, и в 1955 году запущен первый экспериментальный реактор на быстрых нейтронах БР-1. Впоследствии в СССР построили два энергетических реактора - БН-350 в Казахстане и БН-600 на Белоярской АЭС, который успешно работает до сих пор. Тема активно развивалась до 1986 года, пока чернобыльская авария и последовавшая за ней радиофобия не заморозили развитие атомной энергетики на несколько десятилетий.
Россия все равно в этом направлении занимает передовую позицию, по сути, осуществляя уже промышленную эксплуатацию оборудования, предназначенного для замкнутого ядерного топливного цикла. В частности, БН-800 изначально был создан для работы на МОКС-топливе, отмечает заместитель главного инженера БАЭС по безопасности и надежности Валерий Шаманский. К слову, и топливо это уже отнюдь не экспериментальное, а серийное, его производит Горно-химический комбинат в Красноярском крае.
Тем не менее в течение почти шести лет БН-800 работал в особом режиме: все-таки оборудование единственное в своем роде. А в сентябре 2021 года 4-й энергоблок остановили на три месяца на техобслуживание: необходимо было тщательно исследовать, как новые материалы и технологии, примененные при создании реактора, проявили себя в ходе его эксплуатации. Например, только на трубопроводах второго контура провели контроль более 700 сварных соединений, а это лишь малая часть работы. В этом году реактор ждет новое испытание: как рассказал Илья Филин, в течение месяца его несколько раз будут планово выводить в критическое состояние, чтобы проверить работу всех систем.
Все эти данные пригодятся, когда строительство реакторов на быстрых нейтронах будет поставлено на поток, а это, по всей видимости, не за горами, ведь потребление электричества растет, а традиционная энергетика, сжигающая углеводородное сырье, уже не отвечает требованиям времени.
- Европа, отказавшись от АЭС, оказалась энергетически беззащитной, - замечает Неуймин.
Сегодня БАЭС обеспечивает около 15 процентов потребности Свердловской области в электроэнергии, тогда как 40 дает угольная Рефтинская ГРЭС, выбрасывающая при этом в атмосферу четверть миллиона тонн золы и других вредных веществ в год. Атомщики уверены: энергия, вырабатываемая на АЭС, уже сегодня самая "зеленая", то есть чистая и безопасная. Замыкание ядерного топливного цикла должно сделать процесс ее выработки еще более экологичным и экономически эффективным. Правда, пока к этому готова еще не вся производственная цепочка. Но, так или иначе, следующий российский быстрый реактор точно будет работать на МОКС-топливе. Есть основания полагать, что это будет БН-1200 на Белоярской АЭС: перспектива его строительства активно обсуждается, хотя, как отметил Иван Сидоров, решение на уровне правительства РФ пока не принято.