Газета Завтра 16 (1168 2016)

Трагедии и

Трагедии и перспективы

Ларион Лебедев

Технологии Чернобыль Фукусима Общество Наука

атомная энергетика: не ошибается тот, кто ничего не делает

Чернобыльская катастрофа была далеко не первой в истории атомной энергетики, которая началась со знаменитой "Чикагской поленницы‑1" 1942 года. Мировой список радиационных аварий, связанных с практическим изучением и использованием энергии расщепляющихся ядер, формально начинается с 12 декабря 1952 года, когда в канадской лаборатории Чок-Ривер произошёл переход цепной реакции в неуправляемый режим с расплавлением активной зоны реактора, а отечественный — с 29 сентября 1957 года, с так называемой "кыштымской аварии": взрыва высокорадиоактивных отходов спецхимкомбината "Маяк" в одной из ёмкостей хранения. До Чернобыля радиационные аварии происходили больше десяти раз: и в Советском Союзе, и в США, и в Великобритании, и в Канаде, и во Франции.

И, видимо, такие инциденты неизбежны, поскольку атомная энергетика — отрасль весьма молодая, технологии получения и утилизации энергии делящихся ядер непрерывно изменяются и развиваются, поэтому каждый новый шаг вперёд неизменно сопряжён с новыми, ранее неизвестными и даже непредсказуемыми угрозами или комбинациями таких угроз. Более того, наверное, ни одна технология не может развиваться без аварий и катастроф, и атомная энергетика — вовсе не исключение из общего правила.

Сколько катастроф было с ракетами, сколько в космосе, сколько с подводными лодками… В угольной промышленности, в газовой, в нефтяной — вспомним хотя бы взрыв платформы Deepwater Horizon, принадлежавшей компании ВР, в Мексиканском заливе 20 апреля 2010 года. Кстати, не исключено, что глобальные последствия этой катастрофы: экологические, климатические, цивилизационные и т. д. — нами в полной мере, до конца ещё не осознаются…

Однако несомненно, что Чернобыльская катастрофа занимает и в общем ряду техногенных катастроф, и в истории атомной энергетики особое и, можно сказать, поворотное место,что привело не только к свёртыванию программ развития "мирного атома" во всём мире и даже к их полному закрытию в ряде государств — например, в Германии, Австралии и так далее, — но к попытке пересмотра всех цивилизационных стратегий человечества. Прежде всего — в связи с перспективами их энергетического обеспечения.

Ведь технологически пригодные для использования в процессах производства-потребления источники энергии достаточно давно и с необходимой степенью достоверности учтены. Не буду исключать возможности каких-то внезапных фундаментальных "прорывов" в этой области, но и включать их в реальный энергобаланс человечества как специалист я не имею ни возможности, ни права.

Так вот, с этой точки зрения никакой альтернативы атомной энергетике, при любых сложностях и опасностях её использования — как действительных, так и мнимых, — у нас сегодня нет. Использование традиционных источников энергии не может гарантировать не только дальнейшее устойчивое развитие мировой экономики, но и нынешний уровень производства-потребления. Запасы нефти и газа близки к своему исчерпанию в перспективе ближайших 50-60 лет, угля может хватить лет на 300-400, но его использование весьма затруднено по экологическим соображениям: выбросами в атмосферу продуктов сгорания и условиями Киотского Протокола. Кроме того, использование традиционного углеводородного, а тем более — углеродного топлива связано с активным потреблением и связыванием атмосферного кислорода, что также может привести к серьёзным последствиям планетарного масштаба.

Как показывает опыт последнего полувека, получившее дополнительный импульс после Чернобыля развитие так называемой "зелёной" энергетики, основанной на возобновляемых источниках энергии и энергосберегающих технологиях, существующее сужение "энергетического коридора" или "коридора энергопотоков" не компенсирует ни в глобальном масштабе, ни в масштабе отдельных стран. Разумеется, существуют исключения, лишь подтверждающие общее правило — например, Исландия, с её уникальным потенциалом геотермальной энергии. Но в целом "зелёная энергетика" во всём мире остаётся дотационной — причём не только в финансовом, но и, по большому счёту, в энергетическом измерении, а приемлемого технологического выхода из этого тупика не видно. "Зелёный" киловатт-час в среднем оказывается значительно дороже, чем киловатт-час, вырабатываемый на АЭС, но и на его производство-потребление приходится затрачивать более киловатт-часа других видов энергии, то есть нетто-коэффициент её воспроизводства — меньше единицы, это энергопотребляющая, а не энергопродуцирующая сфера. Точно так же энергозатратными оказываются и многие — далеко не все, но многие — "энергосберегающие" технологии. И когда в этом на Западе, наконец, разобрались, то стали снижать объёмы дотаций, и сегодня солнечная энергетика практически нигде не работает, не работает и ветроэнергетика. В общем энергобалансе их доля — меньше процента, если не включать сюда энергию речных гидроэлектростанций.

Так что во всех отношениях "чернобыльский шок" оказался важнейшим уроком и для человечества в целом, и для атомной энергетики в частности. Он стимулировал поиски альтернативных энергетических стратегий практически по всем теоретически допустимым направлениям. И эти поиски, на мой взгляд, только подтвердили необходимость и незаменимость развития атомной энергетики. Надо сказать, что после Чернобыля и на уровне МАГАТЭ, и на уровне национальных государств были предприняты очень серьёзные меры по повышению эффективности систем безопасности на ядерных объектах во всём мире. И после 1986 года каких-то серьёзных аварий в этой сфере на протяжении четверти века практически не было — до Фукусимы.

Тот же реактор РБМК-1000 на IV блоке Чернобыльской АЭС, если бы не возникло сочетания непроверенных режимов работы с ошибками персонала, мог продолжать работать вплоть до нынешнего дня, как это делают его аналоги на Курской, Смоленской и Ленинградской АЭС. Во Франции сегодня почти 70% электроэнергии производится на атомных электростанциях. Я думаю, что те страны, которые приняли решение о приостановке программ в сфере ядерной энергетики, сейчас понимают, что данное решение было недальновидным.

В Японии же проблема была в том, что произошла суперпозиция двух стихийных природных катастроф: сначала землетрясение разрушило основную систему электроснабжения, что привело к аварийному останову трёх реакторов. Но рабочие реакторы такой мощности мало остановить — их надо ещё расхолаживать. Поскольку в рабочей зоне реактора и после останова сохраняется высокая температура, эту тепловую энергию надо отводить из рабочей зоны. С этой целью включаются аварийные схемы циркуляции теплоносителя, в случае Фукусимы — воды. То есть должны работать циркуляционные насосы. Чтобы они не остановились, включились аварийные дизель‑генераторы, которые были расположены на специальной площадке, рассчитанной на волну цунами до 5 метров, в то время как реально она составила 14 метров. Случилось это примерно через час после аварийного останова реакторов, насосы перестали работать, пошёл перегрев активной зоны с расплавлением её вещества, образование пара и пароциркониевая реакция с выделением водорода. Если бы в результате расплава активной зоны реактора образовалась критическая масса, мог произойти достаточно мощный атомный взрыв, но, слава Богу, этого не случилось. Взрыв был только водородный. И российскими учёными сейчас разработаны технологии, позволяющие не допустить подобного развития событий, использовать тепло самого реактора как источник энергии для обеспечения циркуляции теплоносителя.

То есть, если сравнивать две эти катастрофы: на четвёртом блоке Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года и на реакторах АЭС Фукусима- Дайичи 11 марта 2011 года, мы увидим, что между ними нет ничего общего, кроме сопоставимых объёмов выброса радиоактивных материалов и необходимости ликвидировать их последствия: разные типы реакторов, разные сочетания факторов, приведших к авариям.

Говорю об этом с полной ответственностью, как один из немногих специалистов-ядерщиков, знающих и ту, и другую ситуацию, что называется, изнутри, поскольку принимал участие в ликвидации последствий и чернобыльской, и фукусимской катастроф. Последнее стало возможным потому, что в Японии через некоторое время после аварии осознали необходимость сотрудничества с нашей страной по данной проблеме. Последовало специальное обращение премьер-министра Японии к президенту России, по поручению которого в госкорпорации "Росатом" была сформирована специальная рабочая группа, координирование которой между Россией и Японией, согласно приказу главы "Росатома", было доверено мне как специалисту, имеющему соответствующий "чернобыльский" опыт. Смею надеяться, что этот опыт ликвидатора оказался небесполезным и в условиях Фукусимы, поскольку был отмечен в соответствии с указом императора Японии Орденом Восходящего Солнца, Золотые лучи с шейной лентой, одной их высших государственных наград Японии.

Должен сказать, что, по понятным причинам, "шок Фукусимы" для Японии оказался куда более чувствительным, чем "чернобыльский шок", было принято решение о немедленном прекращении работы всех ядерных реакторов Страны Восходящего Солнца, но в мировом масштабе Фукусима уже не имела того резонанса, который имел Чернобыль — я говорю не про реакцию в масс-медиа, где важную роль играют привходящие, в том числе политические факторы, а про реакцию внутри отрасли. В других странах мира и на уровне МАГАТЭ даже речи не заходило о прекращении работы действующих реакторов, о сворачивании энергетических атомных программ, об отказе от "мирного атома" в целом. То есть "чернобыльский урок" пошёл впрок: отрасль "привыкла" работать на новом уровне рисков, а повышать уже внутри этого уровня критерии безопасности намного проще, чем переходить с одного уровня на другой. Кстати, уже сейчас в Японии "атомный мораторий", принятый в 2011 году, пересматривается, правительство дало добро на возобновление работы двух или даже трёх блоков АЭС, и они хотят постепенно восстановить работу всех блоков — конечно же, с учётом опыта Фукусимы.

Конечно, и Чернобыль, и Фукусима — трагедии мирового масштаба, только эти две катастрофы получили высший, седьмой уровень. Но необходимые выводы из них сделаны, и я почти уверен, что в ближайшей перспективе какие-либо крупные радиационные аварии на объектах атомной энергетики не произойдут.

Но даже с учётом этих угроз отказываться от дальнейшего развития атомной энергетики человечество, повторюсь, не сможет. Даже нынешние технологии типа ВВЭР на тепловых нейтронах с использованием урана-235 обеспечивают энергетические потребности человечества минимум на несколько веков, а переход на быстрые нейтроны и уран-238 — это практически бесконечность в любом доступном нам измерении, то есть тысячи и десятки тысяч лет.

Думаю, что у России сегодня наибольшие возможности в сфере новых ядерных технологий, особенно связанные с реализацией проекта госкорпорации "Росатом" "Прорыв". Если все работы в его рамках завершатся успешно, а все предпосылки — и теоретические, и практические — для этого есть, в результате нам удастся не только замкнуть ядерный топливный цикл, параллельно решив проблему утилизации радиоактивных отходов, но и обеспечить новый уровень безопасности ядерной энергетики. В Японии, где я работал, экспериментальный реактор Мондзю на быстрых нейтронах, пущенный в 1994 году, остановлен ещё 20 с лишним лет назад из-за проблем с безопасностью, и сейчас может быть полностью закрыт. Аналогичная история с французскими БН-реакторами Феникс и Суперфеникс, которые в настоящее время не работают. При этом у нас на Белоярской АЭС реактор БН‑600 стабильно работает более 30 лет. Запущен реактор БН‑800. В настоящее время ведутся работы по проектированию БН‑1200.

Сегодня Россия обладает полным спектром технологий "мирного атома": от добычи и обогащения сырья до строительства атомных реакторов и их использования в промышленных целях. Это не только важнейшее экономическое конкурентное преимущество нашей страны, но и — в современных условиях — серьёзный фактор её военно-политического влияния, который ни в коем случае нельзя утратить или ослабить.

На фото: четвёртый реактор Чернобыльской АЭС после взрыва (фото 1986 года)