stepankapusta (stepankapusta) wrote,
stepankapusta
stepankapusta

Categories:

Атомная энергетика не готова открыто обсуждать свои проблемы

Николай Карпан «Зеркало недели» №20, 

В интервью «Смешивать в единое целое ядерную энергетику и ядерное оружие более чем некорректно» («ЗН», №14, 2006 г.) представитель Минэнерго Украины Л. Литвинский прокомментировал мою статью («ЗН» №13, 2006 г.) «Атомной энергетике никогда не отмыться от Чернобыля» и пригласил к дискуссии. Охотно поддерживаю эту идею, потому что в связи с объявленной правительством Украины программой строительства 22 новых энергоблоков в обществе уже разгорелся горячий спор о том, надо ли развивать нашу атомную отрасль и как это лучше делать.

Атомная энергетика не прощает ошибок и неточностей. А мнение народа по сложным отраслевым проблемам, если их открыто и честно не обсуждать, может быть ошибочным. Поэтому руководство Минэнерго Украины и НАЭК «Энергоатом» просто обязано уберечь общество от неправильной оценки степени полезности отечественной атомной энергетики и дать честные ответы на поставленные ниже вопросы.

1. Можно ли объективно оценить полезные и вредные стороны атомной энергетики?

Л.Литвинский: «Любая деятельность человека считается оправданной, если польза, которую вы получаете, все-таки заметно превышает вред, который вы наносите… Так вот, согласно общепринятым мировым оценкам, ядерная энергетика при нормальной эксплуатации ее объектов и в случае отсутствия запроектных аварий является наиболее безопасным с экологической точки зрения источником электроэнергии…»

Можно ли считать атомную энергетику экологически безопасной, если в ней регулярно происходят запроектные аварии? Некоторые люди (в том числе и я) после Чернобыля стали считать современную атомную энергетику опасной. Поэтому в целях укрепления доверия к ней прошу г-на Литвинского четко сказать обществу, вред от какого количества взорвавшихся реакторов может перевесить пользу, которую они приносят во время своей нормальной работы?

2. Безопасны ли украинские атомные реакторы?

Л.Литвинский: «На сегодня вероятность запроектной аварии на отечественных АЭС оценивается в одно событие на 100 тыс. лет. По мнению специалистов, это социально приемлемый уровень… Так что ругать реакторы под давлением просто смешно…»

Не расчетами, а фактами нужно определять частоту появления новых запроектных аварий. За 52 года (возраст мировой атомной энергетики) на реакторах произошло три запроектные аварии — в Англии (Windscale-I) в 1957 г., на TMI в США в 1979 г. и на ЧАЭС в 1986 г. Поэтому фактическая вероятность такого недопустимого события равна 3/52 или 1/17. То есть в наш век в среднем через каждые 17 лет на любом из реакторов может случиться катастрофа (а не в 100 тыс. лет, как нас уверяет г-н Литвинский). И не важно, в какой стране она произойдет, потому что ее последствия, как это было в 1986 году, могут накрыть весь земной шар. Отсюда вопрос для Минэнерго — является ли такой уровень риска приемлемым для общества?

Л.Литвинский: Что касается песни о том, что из реактора начнут вылетать как пробки из шампанского стержни управления... Это детский сад».

Известный физик, один из создателей ядерного оружия, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской (1958 г.) и Государственной (1978 г.) премий, академик Российской АН Л.Феоктистов долгое время занимался снижением рисков, связанных с ядерной энергетикой и созданием проекта ядерного реактора, который был бы безопасен по физическим соображениям. Ему удалось разработать несколько концепций безопасного реактора, которые были приняты корифеями науки. В 1999 году он выпустил книгу «Оружие, которое себя исчерпало» и указал в ней на ахиллесову пяту всех без исключения реакторов, действующих в мире. Он считает, что ни один из ныне существующих реакторов, работающих по принципу выгорания, нельзя отнести к безусловно безопасным, потому что если вдруг по случайным (или аварийным) причинам регулирующие стержни покинут активную зону, возникнет значительная надкритичность. Цепная реакция в таких условиях будет развиваться настолько быстро, что никакая аварийная защита не поможет. Его мысли подтвердил Л.Максимов, в прошлом директор Института физико-технических проблем металлургии и специального машиностроения, а также Научно-исследовательского центра физико-технических и экологических проблем энергетики в Новосибирске. Он описал эту ситуацию так: «Сегодня все действующие корпусные (водо-водяные) атомные реакторы имеют внутреннее давление от 157 до 200 атмосфер. И стоит только повредить то место в крышке реактора, через которое стержни управления подсоединяются к системам сервоприводов, любым вариантом — гранатой, самолетом, стержни-поглотители мгновенно, как пробки, вылетят в верхнее положение. И реактор станет атомной бомбой».

Жизнь подтвердила слова этих ученых. Описанная ими гипотетическая авария едва не случилась в штате Огайо, на американской АЭС «Дэвис-Бесс». Там в феврале 2002 г. внепланово по причине интенсивного забивания фильтров бором из непонятного источника был остановлен на ремонт первый энергоблок. При осмотре реактора в его крышке был выявлен — цитирую — «существенный износ основного материала в зоне, прилегающей к патрубкам регулирующих стержней». На самом деле это была внушительная каверна на внутренней стороне реакторной крышки длиной 18, глубиной 15 и шириной 13 см. Позже выяснилось, что повреждение металла произошло в результате коррозии от воздействия борной кислоты, поступавшей из системы аварийного охлаждения активной зоны.

Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) в своем отчете отметила, что «накладка из нержавеющего металла (толщиной 9 мм) в зоне поврежденного патрубка оставалась единственным препятствием для выброса из него воды». Добавлю — которая могла ударить снизу в устройство с сервоприводами стержней управления (стоящее на крышке реактора) давлением более 150 атмосфер на см2. Кстати, схема «Е» (верхняя металлоконструкция реактора 4-го блока ЧАЭС, известная как «ЕЛЕНА») в 1986 году была оторвана и выброшена в воздух гораздо меньшим давлением.

Последствия, которые мог вызвать вышеописанный дефект в крышке реактора, эксперты NRC назвали словом accident (несчастный случай; катастрофа; авария). Аналитики комиссии пришли к выводу, что если бы энергоблок не был остановлен, то в течение нескольких недель работы этого реактора, запланированных компанией First Energy, дефект в металле крышки без сомнения мог привести к катастрофе. И это могла быть как раз та катастрофа, которая укладывается в определенную выше частоту таких событий (одна запроектная авария за 17 лет).

Узнать подробности этого тщательно замалчиваемого, но вопиющего инцидента оказалось непросто. На запрос в МАГАТЭ мне ответили, что этот случай агентство не обсуждало на своих семинарах. Он мало кому известен и в Украине, хотя, по разумной логике, в связи с чрезвычайной тяжестью возможных последствий от такого инцидента, руководство НАЭК «Энергоатом» должно было еще в 2002 году проинформировать об этом хотя бы правительство. И доложить о том, что сразу после обнаружения огромной каверны в крышке реактора американской АЭС «Дэвис-Бесс» на всех наших реакторах был проведен профилактический осмотр корпусов. И что этот осмотр показал отсутствие опасных коррозионных повреждений на внутренней поверхности всех без исключения реакторных крышек. К сожалению, «Энергоатом» ничего не осматривал. Поэтому общество имеет право знать, почему столь важная для его безопасности работа не была выполнена?

3. В каком направлении разумно развивать атомную энергетику?

Л.Литвинский: «Утверждение, что нынешние реакторы плохие и нужно переходить к реакторам торий-уранового цикла, — это просто полная безграмотность… Торий-232 делится только быстрыми нейтронами».

Пора уже знать «ученым-ядерщикам», что торий-232 вообще не считается изотопом, впрямую годным для целей атомной энергетики. Схема торий-уранового реактора, известная много десятилетий, построена на том, что после поглощения нейтрона торий-232 преобразуется в торий-233, затем в палладий-233, и только потом уже в делящийся тепловыми (а не быстрыми) нейтронами, уран-233. Поэтому цикл называют торий-урановым, поскольку в реактор вначале загружается торий, но тепловую энергию в нем в итоге получают от деления ядер накапливающегося урана-233.

Интерес к торию возник еще в начале атомной эпохи в связи с возможностью его использования для получения оружейного урана-233. Но предпочтение (для военных целей) было отдано высокообогащенному урану-235 и плутонию. Отсюда и родилась современная ядерная энергетика, основанная как раз на уран-плутониевом цикле. Поэтому вопрос Л.Литвинскому — можно ли отделять курицу от яиц, которые она снесла?

Л.Литвинский: «…реакторы на ториевом топливном цикле подобны реакторам на быстрых нейтронах на природном уране, которые на сегодняшний день являются неконкурентоспособными».

Возможность реализации ториевых топливных циклов изучается уже больше 30 лет. Основные исследовательские и конструкторские работы проводились в Германии, Индии, Японии, России, Великобритании и США. Полностью или частично ториевым топливом загружались несколько опытных реакторов. Например, американский реактор Fort St Vrain был коммерческим реактором, работавшим на ториевом топливе. Этот высокотемпературный реактор (1300°С) с графитовым замедлителем и гелиевым охлаждением имел мощность 842 МВт (330 МВт электрических) и проработал с 1976 по 1989 годы. В нем было использовано почти 25 тонн тория, глубина выгорания которого составила 170 тысяч МВт·суток на тонну топлива (на уран-плутониевых реакторах, в том числе на всех украинских, средняя глубина выгорания ядерного топлива в четыре раза меньше, что означает в четыре раза меньшую эффективность его использования).

Возобновление интереса к торию в настоящее время связано с поиском решений обострившихся проблем ядерной энергетики, таких как экономическая эффективность, ядерная безопасность, обращение с отходами, с отработавшим ядерным топливом и т.д. Имеющиеся разработки торий-урановых реакторов позволяют их авторам считать, что ториевая ядерная энергетика изначально лишена многих перечисленных недостатков.

За время эксплуатации уран-ториевого реактора в нем нарабатывается в 10 тысяч раз меньшее количество изотопов трансурановых элементов, чем в аналогичном по мощности уран-плутониевом реакторе. Это обстоятельство очень существенно, оно переводит проблему обращения с радиоактивными отходами в экономически неразорительную область. Кроме того, в торий-урановом цикле есть антитеррористический компонент, очень важный сегодня. Дело в том, что во время работы ториевого реактора наряду с синтезом урана-233 идет синтез небольших количеств урана-232. Этот изотоп урана характеризуется очень жестким гамма-излучением, что не создает проблем при эксплуатации реактора, но полностью исключает возможность использования получаемого в немурана-233 для приготовления ядерных зарядов (даже при участии в работах террористов-самоубийц). Отделить мощно излучающий уран-232 от урана-233 невероятно дорого и сложно даже в промышленных условиях.

Примеров использования ториевого топлива множество, нет смысла их перечислять. Упомяну только Индию. Обладая запасами тория, превышающими запасы урана в шесть раз, Индия сегодняпоставила задачу внедрения ториевого цикла в качестве основной задачи промышленного производства электроэнергии. Это очень показательный пример.

Так в чем все-таки будущее атомной энергетики — в продолжении бездумного накопления радиоактивных отходов и облученного топлива в уран-плутониевом цикле или в повышении ее эффективности и радиационной безопасности, которую дает торий-урановый цикл?

4. Что делать с отработавшим ядерным топливом?

Л. Литвинский: «Временное хранение ОЯТ — это тот путь, который избрали все страны. Избрали по одной простой причине: временное хранение позволяет нам сохранить этот золотой запас».

О необходимости надежного хранения убийственно опасного «золотого» запаса в виде отработавшего топлива АЭС было сказано много слов. И очень странно, что после этого НАЭК «Энергоатом» выбрал для своих АЭС систему временного (наземного) хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в бетонных вентилируемых контейнерах, являющихся прямой модификацией американской системы промежуточного хранения топлива VSC-24. Мировой опыт эксплуатации этих контейнеров составляет всего 13 лет (первый контейнер VSC-24 был загружен отработавшим ядерным топливом в 1993 году, на американской АЭС «Палисадес»). Однако и за это время в США произошло как минимум два известных случая разгерметизации контейнеров и утечки из них радиации в окружающую среду. Кроме того, эти контейнеры (впрочем, как и контейнеры американской фирмы HOLTEC, еще одного партнера «Энергоатома»), по признанию американских исследователей, не являются универсальными, т.е. выгрузка из них отработавшего топлива (в том числе разрушившегося за время хранения) будет огромной головной болью для наших потомков. Эти контейнеры на практике уже в начальном периоде эксплуатации проявили свою недостаточную безопасность. В связи с этим вопрос — отечественные наука и промышленность, умеющие делать космические ракеты, могут или не могут создать для нужд атомщиков надежный универсальный контейнер?

Л.Литвинский: «При этом просыпи урановых таблеток в контейнерах не произойдет, так как технология пятидесятилетнего сухого хранения ОЯТ предусматривает, что в течение этого срока разгерметизация топливных кассет не может случиться».

Разгерметизация кассет начинается не во время хранения, а еще во время их работы в реакторе. Таких кассет только на Чернобыльской АЭС около пяти тысяч. Известно их число и на других АЭС. Из них тоже невозможны просыпи топливных таблеток? Покажите мне гарантию завода-изготовителя ядерного топлива, в которой написано — «стенки твэлов герметичных и негерметичных тепловыделяющих кассет нашего производства не разрушатся за время их хранения в сухих контейнерах в течение 50 лет». Такой гарантии нет! И не будет, пока не будет накоплен и изучен практический опыт 50-летнего хранения в сухих контейнерах.

Кстати, толщина стенок твэлов менее одного миллиметра и ресурс прочности этих трубочек несопоставим с десятками тысяч лет жизни опаснейших радионуклидов, спрятанных за этой тончайшей защитой. Поскольку г-н Литвинский не знает сути этой проблемы, я задаю вопрос «Энергоатому» — так будут высыпаться таблетки из негерметичных твэлов в процессе контейнерного хранения или не будут? И как это может повлиять на уровень ядерной и радиационной безопасности, особенно при выгрузке топлива из этого временного контейнера через 50 лет?

Л. Литвинский: «Или еще одна озвученная в статье (Н. Карпана) цифра: „удельная“ стоимость временного наземного сухого хранилища для ОЯТ — 8,5 тыс. долл. Откуда взята эта цифра? Настоящая цена — порядка 200 долл. за тонну».

Допускаю, что Л. Литвинский имеет какую-нибудь книжку, в которой приведена цифра 200 долл. на тонну. Но никакой литературный источник по убедительности не сравнится с реальностью, например, уже построенного для отработавшего топлива Чернобыльской АЭС сухого хранилища (ХОЯТ-2). На него потрачено почти 90 млн. долл. Его проектная вместимость — 25 тысяч тепловыделяющих кассет, содержащих 2800 тонн ядерного топлива. Поделив стоимость хранилища на вес топлива, получим «удельную» стоимость временного сухого хранения, равную более 32 тыс. долл. на одну тонну хранимого топлива. И это еще не окончательные затраты. ФРАМАТОМ, построивший для Украины этот непригодный к использованию «памятник», требует на его «доведение до ума» еще около 100 млн. долл. Итого — более 60 тыс. долл. на тонну. Таковы наши украинские реалии. В связи с этим вопрос — почему НАЭК «Энергоатом» при решении задач безопасности выбирает самые дорогие решения? Неужели он пользуется советами «специалистов», которые знают всему «настоящую» цену?

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments