Сезон для ядерной моды

Пятьдесят лет назад была запущена первая в мире атомная электростанция - Обнинская АЭС. Сегодня, после почти двух десятилетий кризиса, атомная энергетика опять на подъеме

В 1944 году руководитель советского атомного проекта Игорь Курчатов, докладывал Иосифу Сталину о ходе американских работ в области ядерных исследований. Предупреждая об опасности атомных бомб, "борода" пытался убедить генералиссимуса и в том, что "энергетические перспективы атомных котлов не менее существенны для государства, чем военные".

Идея использовать энергию распада атомного ядра для получения тепла и дальнейшего его преобразования в электричество в обычных турбогенераторах была, по словам Игоря Курчатова, "идеей, лежавшей на поверхности". Даже при естественном распаде ядер урана, происходящего в природной руде, выделяется тепло. При создании управляемой цепной реакции в атомном реакторе тепла выделяется колоссальное количество, в этом случае теплотворность урана в миллионы раз выше органического топлива, угля или газа. Есть расхожее сравнение: при распаде одного грамма изотопа урана-235 - основного ядерного горючего для АЭС - образовывается столько же тепла, сколько при сгорании трех тонн угля.

Пожалуй, одним из самых активных промоутеров идеи атомной энергетики в советской элите был Петр Капица. В конце 1945 года он утверждал, что атомной энергии "предстоит революционизировать энергетику", а "о сжигании угля, торфа и мазута в топках будут говорить как о варварстве, и это будет запрещено". При существовавшей в то время прямой угрозе атомной бомбардировки со стороны США технократический радикализм Капицы посчитали неуместным и вредным чудачеством, и в 1946 году Лаврентий Берия убрал будущего нобелевского лауреата из состава Спецкомитета при Госкомитете обороны, ведавшего тогда советским атомным проектом.

Сегодня создание мирного атомного реактора, запущенного 26 июня 1954 года в Обнинске, считается самым впечатляющим примером конверсии масштабной военной технологии. Ведь прошло всего двенадцать лет с тех пор, как Энрико Ферми возвел на стадионе в Чикаго первую конструкцию из графитовых и урановых блоков для наработки оружейного плутония, и ровно шесть лет с начала промышленной эксплуатации советского плутониевого котла А в Челябинске-40. Сразу после пуска уральского "военного" котла в начале 1949 года Курчатов и пробил правительственное постановление о начале проектирования первой АЭС. Правда, проект стал набирать обороты не сразу. Участвовавшие с нашей стороны в международном атомном оружейном спринте политики и ученые вздохнули посвободнее только после испытания первой советской атомной бомбы 29 августа 1949 года.

На самом деле первыми атомное электричество получили все-таки американцы. В 1951 году они построили реактор на быстрых нейтронах EBR-1 (experimental breeder reactor), который показал, что можно и вырабатывать электроэнергию, и воспроизводить топливо в одном устройстве. Но идея создать на базе ядерного реактора электростанцию показалась им чересчур затратной. После пуска обнинского реактора в энергетический режим начался, по словам академика Евгения Велихова, романтический период в истории атомной энергетики. На Первой Международной конференции по мирному использованию атомной энергии, состоявшейся в Женеве в 1956 году, Игорь Курчатов заявляет о готовности СССР ввести 1000 мегаватт мощностей за счет атомных станций и наращивать мощности почти по экспоненте. После обнинского успеха всполошились и западные страны, для которых создание собственных атомных станций стало вопросом технологического престижа. В 1956 году была пущена первая АЭС в Англии, а годом позже - в США. Впрочем, до полного искоренения "варварства" (в терминах Капицы) дело так и не дошло. Сегодня атомная энергетика занимает в мировом энергобаллансе 18-20%. О ее перспективах мы беседуем с руководителем Федерального агентства по атомной энергии академиком Александром Румянцевым.

- У каждой технологии есть свой жизненный цикл, сначала ее применение бурно растет, затем выходит на плато и стагнирует. Иногда - очень редко - технология получает вторую жизнь. После Чернобыля очарованность "мирным атомом" рассеялась и атомная энергетика перестала бурно развиваться. Но судя по многочисленным сигналам, поступающим сегодня от разных национальных экономик, атомная энергетика может получить новый импульс и не в последнюю очередь потому, что отношение к ней в обществе в очередной раз меняется...

- Верное наблюдение. Хороший пример - Финляндия, где провели опрос общественного мнения. Большинство граждан высказались за строительство АЭС, и парламент придерживается такой же точки зрения. Причем, заметьте, прагматичные финские технократы отлично понимали, что ситуация опять может измениться, и решили использовать благоприятную конъюнктуру для достижения максимальной энергетической безопасности - в тендере победил реактор максимальной мощности. Посмотрите, что сейчас происходит в Восточной Европе, в Центральной Азии. Иран два года назад на генеральной конференции МАГАТЭ обратился ко всем ее участникам с заявлением: "Мы начинаем развивать крупномасштабную атомную энергетику и приглашаем все страны к участию в проекте". Пресловутая АЭС в Бушере - это один гигаватт, а теперь иранцы хотят ввести в шесть раз больше. У Индии амбициозные планы: в ближайшие двадцать лет 20 гигаватт атомных мощностей, то есть по блоку в год, вводиться будет. Китай к 2020 году должен увеличить атомно-энергетические мощности с 8 до 36 гигаватт. В нашей энергетической стратегии до 2020 года тоже записано, что атомная энергетика в европейской части России будет развиваться опережающими темпами по сравнению с обычной традиционной энергетикой. В США также началось оживление. Буш призвал нацию к развитию водородной экономики, а крупномасштабная водородная энергетика невозможна без высокотемпературных газовых ядерных реакторов. Я уж не говорю про Южную Корею и Японию, где особой стагнации в применении атомных энергетических технологий, в общем-то, и не было.

- Но мировой ядерный клуб относится к атомно-энергетическим амбициям некоторых стран с большой настороженностью. Ведь на некоторых типах реакторов (тех же бридерах) можно нарабатывать оружейный плутоний, на любых других - сырье для так называемых грязных бомб. Кроме того, персонал местных АЭС - квалифицированные атомщики, научившиеся работать с делящимися материалами. Нашли в том же Иране элементы центрифуг. В конце концов технологии сегодня известны практически всем, и если какая-то страна, обладающая атомными мощностями, очень захочет заполучить ядерное оружие, она его получит - и это мощный сдерживающий фактор для развития атомной энергетики в мире.

- Страны с развитой экономикой и опытные в научно-техническом плане, например Япония или ФРГ, запросто могут создавать такие технологии и оружие. Южная Африка создавала его и создала бы, возможно, но отказалась добровольно. Израиль официально не подтверждает и не признает наличия у себя атомного оружия. Однако абсолютному большинству стран ядерный статус просто не нужен. Зачем, скажем, Монако атомная бомба? Экономике этой страны ядерный статус может только повредить. Вообще, мы на эти темы много общаемся с генеральным директором МАГАТЭ Мохаммедом эль-Барадеем, и я с его позицией полностью согласен: есть Договор о нераспространении ядерного оружия - ДНЯО. И те страны, которые подписали этот договор, имеют право развивать свою мирную атомную энергетику. А те страны, у которых она есть, обязаны им помогать. Не могут, а обязаны помогать. И иранская проблема - это, скорее, проблема неадекватной реакции части государств. Ведь кроме Ирана свою атомную энергетику хотят развивать и другие страны, которые не могут создать у себя ядерно-топливный цикл - ну, например, Румыния. Что им всем на самом деле нужно? Им нужно, чтобы ядерный клуб гарантировал долговременные поставки топлива с безусловным возвратом отработанного топлива в страну его изготовления или в какой-то международный консорциум. Тогда они будут пользоваться всеми благами атомной энергетики и ядерных технологий, а "грязные бомбы" останутся жупелом для желтой прессы.

- Не слишком ли оптимистично? Все-таки за те десятилетия, что существует ДНЯО (подписан в 1968 году), несмотря на усилия участников ядерного клуба, число ядерных держав увеличилось - если к Индии и Пакистану присовокупить Израиль - на целых три страны

- Всего на три, а без ДНЯО и системы контроля МАГАТЭ могло бы быть и десять. Контроль, кстати, довольно эффективный. Вот только-только прошла информация, что в Иране где-то демонтировано какое-то здание и при этом удален слой почвы. Мгновенно инспекция МАГАТЭ приехала, обследовала и выяснила, что это к ядерным делам не имеет отношения. Эль-Барадей здесь в Москве получил подробнейший доклад (на прошлой неделе генеральный директор МАГАТЭ Мохаммед эль-Барадей участвовал в мероприятиях, посвященных пятидесятилетию пуска первой в мире Обнинской АЭС. - "Эксперт").

- Александр Юрьевич, мы начали с того, что атомная энергетика сегодня переживает второе рождение. Но, по большому счету, ближайшие двадцать лет будут использоваться технологии традиционные - уран-графитовые, водно-водяные реакторы, да в общем-то те же бридеры - изобретение полувековой давности. Понятно, что инновационные циклы в энергетике очень длинные, но лет через пятьдесят уж точно должно что-то измениться.

- На пятьдесят лет вперед предсказывать не берусь по той причине, что мы находимся на стадии научно-технического развития, которая позволяет довольно быстро - в пределах одного-двух десятилетий - корректировать энергетическую стратегию в зависимости от экономической и политической конъюнктуры. Возможностей много. Даже если не брать пока в расчет управляемый термояд и водородную энергетику. Не исключено, что получат развитие новые технологии по переработке угля, которого на планете гораздо больше, чем нефти и газа. Газогидратами мы еще не занимались по-настоящему - это же запасы углеводородов на шельфе на века; вопрос, когда их станет выгодно разрабатывать. У большой атомной энергетики, по мнению многих экспертов, тоже очень неплохие шансы. Вот говорят об ограниченности залежей урана. Но это опять вопрос конъюнктуры. Не хватает того урана, который стоит меньше 40 долларов за килограмм, а если цена будет, скажем, 100 долларов за килограмм, то уран можно из морской воды добывать. Не стоит забывать и об огромных запасах ядерных оружейных материалов. Бридеры, конечно, давно придуманы, но именно они могут использовать оружейные материалы для нужд гражданской энергетики, и если вас интересует мое мнение, то у реакторов на быстрых нейтронах очень хорошие перспективы.

- А что вы думаете по поводу исследований процессов экологически чистого получения атомной энергии: если бы в этом направлении был совершен реальный прорыв, будущее атомной энергетики выглядело бы просто фантастически привлекательным? Никаких тебе радиоактивных отходов, проблем с захоронением и так далее.

- Я знаком с проектом-победителем Конкурса русских инноваций этого года в номинации "Белая книга" с амбициозным названием "Чистая технология получения атомной энергии". Это не бред. Действительно, ядерная реакция может с определенной вероятностью идти по такому каналу, что будут возникать осколки, способные быстро трансформироваться в стабильные изотопы, то есть никаких долгоживущих радиоактивных изотопов на выходе не будет. Конечно, в науке нет идей, мимо которых можно пройти. А люди квалифицировано показали, что законами физики это не запрещается. Но как критически повысить вероятность прохождения ядерной реакции именно по таким каналам (так называемым модам)? С точки зрения технической реализации это пока настоящая фантастика, по сравнению с которой управляемый термояд выглядит уже просто как глава из учебника по истории науки и техники. Но работа эта стоящая и интересная, необходимо, чтобы результаты были подтверждены независимыми исследовательскими коллективами.

- Атомный проект - блестящий пример быстрой инновации: фундаментальные открытия от промышленной реализации отделяют считанные годы. На каком направлении НТП, по вашему мнению, можно сегодня ожидать чего-то подобного?

- Можно вспомнить еще об одном известном и не менее блестящем примере - связка исследований в физике полупроводников и информационных технологий. Сегодня больше всего можно ожидать от биотехнологий и медицины - прежде всего методов лечения болезней, считавшихся до сих пор неизлечимыми, например рака. Что касается физики, то научное сообщество с нетерпением ждет запуска нового суперускорителя, большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. Там будут подтверждены или опровергнуты идеи, которые сегодня определяют так называемую стандартную модель современной теории строения вещества. Напрямую это касается и теории внутриядерных взаимодействий и космогонических принципов. Как это ни странно прозвучит, проверка может обернуться очередным инновационным прорывом. Помните, в 1937 году, за пять лет до запуска первого ядерного реактора, Резерфорд утверждал, что ядерная энергия найдет практическое применение лет через двести-триста.

Лопатка на память

В 1950 году руководство Первого главного управления (ПГУ, с 1949 года так стал называться Спецкомитет при Госкомитете обороны) принимает решение о строительстве трех опытных реакторов на территории обнинской Лаборатории В (ныне - Физико-энергетический институт им. Лейпунского). Причем атомные функционеры руководствовались вовсе не идеей создания мирной атомной энергетики - их больше заботил вопрос создания атомных силовых установок для морских судов, и в первую очередь для подводных лодок. Из разведданных стало известно, что с 1946 года в США была развернута программа по созданию атомных подводных лодок, проект головной из них - Nautilus (SSN-571) - был принят, и лодку вот-вот должны были заложить на верфи в Гротоне.

В научно-техническом совете ПГУ наиболее подготовленным проектом быстрого создания энергетического реактора для подводных лодок посчитали разработки Лаборатории измерительных приборов АН СССР - именно здесь создавались первый советский опытный реактор "Ф-1", а затем и промышленный реактор для наработки плутония А. Проект Лаборатории измерительных приборов АН - АМ, став основой первой в мире АЭС, так и не превратился из "атома мирного" в "атом морской" (у атомщиков приняты обе расшифровки аббревиатуры).

Любопытно, что на окончательный выбор параметров работы первой АЭС повлияла турбина, оказавшая под рукой у атомщиков. Турбину "Сименс" 1913 года выпуска, вывезенную из Германии в Советский Союз в рамках репарационных выплат после Великой Отечественной войны, московские энергетики придерживали в законсервированном состоянии до лучших времен. В 1950 году, когда и в помине не было даже готового технического проекта самого реактора, атомщики предусмотрительно реквизировали пятимегаваттную турбину для будущей станции у "Мосэнерго" и все последующие параметры узлов электростанции, в первую очередь парогенератора, собранного на подольском ЗиО, подстраивали под возможности дореволюционной техники: 12 атмосфер давления перегретого пара, подаваемого в проточную часть при температуре 280 шС. КПД турбины не превышал 20%. По словам начальника Обнинской АЭС Анатолия Штыфурко, со старушкой поступили непочтительно: после снятия турбины с эксплуатации в 1976 году ее разобрали на металлолом, а запоздало заинтересовавшимся немцам, готовым выкупить раритет, Штыфурко смог показать только лопатку от турбины, оставленную на память.