Атомная энергетика

Предлагая сейчас что-либо новое к использованию в ЯЭ нужно учитывать, что это новое будет внедряться в уже существующий, буквально живой организм ЯЭ. Каким бы заманчивым предлагаемое решение авторам ни казалось, достаточных условий его реализации заранее предвидеть невозможно. Но в качестве необходимого условия, несомненно, должно быть то, что предлагаемое решение должно как минимум улучшать что-либо из существующих сейчас различных групп показателей и требований, не сводимых к единому параметру (устойчивость развития, экономика, безопасность, обращение с отходами, ресурсы, экология, нераспространение, взаимоотношения с другими инфраструктурами), не ухудшая остальных.

Та ЯЭ, которую мы сейчас имеем, конечно, была сотворена не по злому умыслу, а в основном из благих побуждений. Но в силу отсутствия необходимой научно-технической зрелости и недостаточного предвидения последствий, обусловленного естественным недостатком опыта на первоначальных этапах развития, а также в силу экономической, мировоззренческой и социальной неготовности общества, ЯЭ не продемонстрировала всех тех преимуществ и потенциальных возможностей, которые ей присущи. В настоящее время ЯЭ оказалась заложницей прошлых гигантских государственных вложений в урановый и уран-плутониевый топливные циклы. Они позволили ей довольно быстро появиться в том виде, в котором мы сейчас ее имеем, но они создали структуру, которая практически не может развиваться дальше в условиях конкурентных рыночных отношений, не допускающих гигантских долговременных вложений денег и ресурсов. Современная структура ЯЭ сдерживает возникновение новых структур, поскольку отвлекает на самосохранение и масштабирование старого такие ресурсы, что на создание нового их практически не остается.

Для того чтобы сейчас внедрить что-то новое и, в частности, ториевый топливный цикл, нужно научиться работать в условиях совершенно непривычных для специалистов, ранее занимавшихся ЯЭ:

Сейчас сложилась удачная ситуация для анализа дальнейших путей развития ЯЭ и, в частности, для поиска путей привлечения и использования тория в ЯЭ. Снижение темпов развития ЯЭ временно сняло актуальность срочного решения проблемы исчерпания уранового топлива. Вернее, для решения этой проблемы предоставлено более длительное, чем раньше думали, время. За это время, при приемлемой интенсивности вложения отпускаемых на решение фундаментальных проблем ЯЭ средств, следует заняться исследованием и созданием структуры оптимального топливного цикла ЯЭ с привлечением урана, тория, электроядерных и термоядерных источников нейтронов, решить проблему создания безотходного по актинидам топливного цикла ЯЭ.

При расстановке приоритетов в работах можно вполне руководствоваться высказыванием Г.Бете, что в качестве первого приоритета следует рассматривать замыкание топливного цикла (без чего невозможны ни бридинг, ни трансмутация, ни ториевый топливный цикл), а в качестве второго приоритета – привлечение тория в ЯЭ, на первых порах, хотя бы, в качестве топлива для реакторов типа CANDU.

Для нашей страны этапы пути к использованию тория в ЯЭ по степени обоснованности и оправданности интереса, по областям использования тория и по времени, в котором может появиться реальный интерес и реальный прогресс, можно ранжировать следующим образом:

В ближайшие 15–20 лет – использование тория в существующих ВВЭР и БН для улучшения их эксплуатационных характеристик и безопасности их работы, практически без изменения их конструкции. При этом за счет: гомогенного введения тория в топливо; гетерогенного размещения в отдельных твэлах тория или тория в комбинации с выгорающим поглотителем; использования тория в подвижных компенсаторах реактивности; создания ториевых торцевых и боковых экранов – возможно удастся решить задачи по:

В ближайшие 20–30 лет – оптимизация конструкции и режимов работы твэлов, ТВС, активной зоны существующих реакторов с учетом возможности использования тория и урана-233 для улучшения безопасности и экономичности АЭС, снижения скорости наработки трансурановых нуклидов в системе ЯЭ. При этом следует анализировать всевозможные топливные циклы, типы топлива, различные ЯЭУ, причем в различных комбинациях и предположениях.

В течение 30–50 лет – исследование и создание способов наработки урана-233 как в критических, так и в подкритических реакторах, с использованием электроядерных и термоядерных источников нейтронов; поиск оптимальных путей конверсии трансурановых нуклидов в делящиеся нуклиды урана (в пределе – с переводом ядерного топливного цикла на режим производства энергии без сопутствующей генерации трансурановых нуклидов в значимых количествах). При этом не следует упускать из внимания возможность закрытия ЯЭ с ликвидацией всех опасных искусственных долгоживущих радионуклидов.

В настоящее время стало ясно, что пока проблема исчерпания дешевых запасов урана не возникнет вновь, никаких практических шагов к масштабным разработкам реакторов на ториевом топливе, несмотря на многообещающие и положительные предварительные результаты выполненных исследовательских работ и наличие больших ресурсов ториевого топлива, не будет предпринято.