Государственный научный центр Российской Федерации Физико-энергетический институт (ГНЦ РФ ФЭИ) в Обнинске в 2007 году оказался в центре внимания американских атомщиков. В марте на базе института состоялся первый двухсторонний российско-американский семинар по вопросам развития сотрудничества в области ядерной энергетики. В состав делегации США входили специалисты из госдепартамента, министерства энергетики и ведущих национальных лабораторий.

Ведущие мировые державы понимают сегодня, что для обеспечения долгосрочного надёжного, безопасного и экологически чистого использования атомной энергии необходимо уже сейчас начинать совместную работу над новым поколением реакторных и топливных технологий. Именно этим объясняется активизация научно-технического сотрудничества и организация целого ряда международных инициатив и проектов по разработке инновационной атомной энергетики, таких, как ИНПРО, Generation-IV (G - IV), GNEP и ряда других.

Сопредседатели обнинского семинара генеральный директор ФЭИ Анатолий Зродников и старший советник министерства энергетики США Джон Херцег считают, что мартовская встреча заложила основу для взаимовыгодного сотрудничества России и США в атомной сфере. Каких результатов могут достигнуть российские и американские атомщики, работая совместно? Есть ли у России и США точки соприкосновения и насколько серьёзны имеющиеся разногласия? За комментариями мы обратились к помощнику генерального директора ФЭИ по инновационным технологиям в атомной энергетике Владимиру Каграманяну.

Конкуренция инициатив

Прежде всего, мы хотели бы Вас попросить вкратце напомнить нашим читателям, что отличаются друг от друга инициативы ИНПРО, G-IV и GNEP?

Я бы начал с того, чем они похожи. Все эти инициативы направлены на то, чтобы снять барьеры на пути широкомасштабного использования ядерной энергии в мире.

Изначально возникли две инициативы - ИНПРО и G-IV. Они были направлены на кардинальное решение комплекса проблем, связанных с безопасностью, экономикой, отходами и ресурсами, и нацеливались на долгосрочную перспективу.

В ИНПРО, в отличие от G-IV, общая задача делилась на две фазы. В первой фазе, предлагалось на системном уровне понять, какие проблемы, требования и критерии нас ожидают в будущем, и только затем, во второй фазе, переходить к практическим шагам. А вот в G-IV представители технологически развитых стран пожелали как можно быстрее начать сотрудничество в разработке новых реакторных технологий. Системные вещи в G-IV затрагивались в малой степени.

В какой из инициатив участвовала Российская Федерация?

Наша страна инициировала ИНПРО, и основой для этого стало известное выступление президента России Владимира Путина на саммите тысячелетия в Нью-Йорке (сентябрь 2000 года). Мы пригласили все страны сотрудничать в области инновационных атомных технологий под эгидой МАГАТЭ.

Идея G-IV исходит от Соединённых Штатов. В эту инициативу Вашингтон привлекал только тех, с кем он желал кооперироваться в области новых технологий.

Была ли приглашена в G-IV Россия?

Определённое желание пригласить нас у американцев возникало с самого начала, но примерно в это же время Россия начала достраивать Бушерскую АЭС в Иране и на атомную тематику стали наслаиваться различные политические проблемы. Кроме того, инициатива ИНПРО была воспринята в Вашингтоне как своего рода конкурент для G-IV. Надо сказать, что Америка тогда впервые столь жёстко выступила против проекта под эгидой МАГАТЭ, и началось неформальное противостояние между двумя инициативами.

Форум "Generation IV" был создан в январе 2000 года. Первыми его участниками стали Аргентина, Бразилия, Канада, Евратом, Франция, Япония, ЮАР, Южная Корея, Швейцария, Великобритания и США. Кроме того, МАГАТЭ и OECD-NEA получили в нём статус постоянного наблюдателя. В июле 2006 года участники форума единогласно проголосовали за присоединение к G-IV России и Китая. - AtomInfo.Ru.

Очень важно, что в ИНПРО нам удалось разбить общую задачу на две части - идеологическую (попытаться понять будущее) и практическую (технологическую). Причём переход ко второй части и реальному сотрудничеству предлагалось осуществить только после успешного завершения идеологической стадии. Именно это позволило инициативе начать работать, несмотря на недовольство США.

На самом деле, определённая логика в американском противодействии организации технического сотрудничества по инновационным ядерным технологиям под эгидой МАГАТЭ имеется, и позднее мы сумели её понять. МАГАТЭ - открытая организация. Запуская в рамках агентства инициативу по технологическому сотрудничеству, вы фактически предлагаете присоединиться к ней всем государствам.

Необходимо отметить, что в момент старта ИНПРО (2000 год) доминировало мнение, что проблемы нераспространения могут быть решены в основном технологически. Считалось также, что можно создать такую ядерную энергосистему (реактор и топливный цикл), где все нераспространенческие проблемы, включая выделение плутония и возможность переключения ядерной деятельности на военные цели, могут быть решены за счет создания технологических барьеров. Идеология российского реактора БРЕСТ, в частности, базировалась именно на этом.

У американцев тоже имелись подобные мысли, и они как раз собирались создавать защищённые от распространения реакторы в рамках G-IV. Но внутренне, подспудно, приходило понимание, что открыто приглашать к сотрудничеству по таким чувствительным технологиям все страны и делиться с ними соответствующей информацией может оказаться небезопасным.

Какие страны участвуют в ИНПРО?

Из технологически развитых стран изначально к этой инициативе из-за позиции США присоединились лишь Канада, Испания, Германия и Нидерланды. Но важно было то, что сразу же в ИНПРО вошли Китай и Индия. Сегодня в работе ИНПРО участвуют уже свыше 30 стран, среди которых все ключевые технологически развитые страны, включая США, Японию и Францию. Важно также, что в отличие от G-IV, в работе ИНПРО участвует также целая группа стран, не создающих в данный момент атомные технологии, но видящих у них определённый потенциал на будущее.

GNEP - реакция на Северную Корею

Таким образом, в начале XXI века образовались два конкурирующих международных атомных проекта - ИНПРО и G-IV, у каждого из которых были свои преимущества и недостатки. Теперь, если можно, давайте перейдём к нашим дням - к американской инициативе GNEP.

Как я уже сказал, ИНПРО и G-IV вначале ориентировались, в первую очередь, на технологические способы решения проблемы нераспространения. И только через 5-6 лет, особенно после случая с КНДР, стало очевидно, что только технологически сделать это невозможно.

Северная Корея показала, что можно развивать чувствительные ядерные технологии, причём в полном соответствии с условиями ДНЯО и под контролем МАГАТЭ. Но потом, в какой-то момент страна может заявить о форс-мажоре и выйти из ДНЯО, оставшись обладателем чувствительных знаний и технологий и не будучи при этом связанной международными договорами.

В свете этого легко видеть изъяны идеологии БРЕСТ с точки зрения глобального распространения. Представьте себе, что по всему миру были бы распространены быстрые реакторы с полным пристанционным топливным циклом. Да, конечно, в топливном цикле БРЕСТ не происходит извлечение плутония, но любая неядерная страна, владеющая технологиями полного ЯТЦ, должна рассматриваться как пороговое государство.

В 2004 году Мохаммад Эльбарадей создал в МАГАТЭ международную группу по оценке многосторонних подходов в области топливного цикла с точки зрения ответа на новые вызовы в области нераспространения. Через год эксперты пришли к выводу о том, что и здесь нет простых ответов. И в этот момент в международном атомном сообществе вспомнили об успешном опыте Советского Союза.

СССР строил АЭС на территории стран-членов СЭВ, предоставляя своим союзникам возможность пользоваться благами атомной энергии. Но при этом чувствительные технологии не передавались - свежее ядерное топливо поставлялось на АЭС, а отработавшее ядерное топливо забирали обратно. Интересно, что и современная Россия сделала точно такое же предложение Ирану в связи с Бушерской АЭС. Советский и российский опыт показывают, что в принципе решение проблемы нераспространения возможно при оптимальном применении технологических и институциональных мер. Для этого, развитые государства должны "обслуживать" топливный цикл не только своих реакторов, но и реакторов, которые они продают неядерным странам.

Разговоры о необходимости использования советского опыта начались ещё 3-4 года назад. Но в тот момент ещё не было ясно, что же делать с возвращаемым ОЯТ - замаячила неприятная перспектива превратиться в мировые ядерные свалки.

А в деле ухода от такой перспективы без быстрых реакторов не обойтись. Американцы, проанализировав все аспекты, вынуждены были признать очевидное: нераспространение можно обеспечить, комбинируя советский подход к проблеме ОЯТ с реанимацией программы развития реакторов на быстрых нейтронах. Отсюда у Вашингтона возникла следующая идея - пусть страны, которые уже обладают технологиями полного топливного цикла (а это, за исключением Японии, страны, имеющие и ядерное оружие), договорятся о единой политике на топливном рынке. Поставленное за рубеж ядерное топливо должно возвращаться после использования и подлежать переработке для рециклирования ядерных материалов в быстрых реакторах.

Эту идею американцам требовалось "продать" и на своём внутреннем рынке, где "вопросом №1" выступает проблема обращения с отходами, а не нераспространение. Поэтому американские атомщики и политики заговорили о возможности использовать быстрые реакторы для сжигания плутония и младших актинидов…

Так, по всей видимости, появилась концепция реактора-выжигателя? А чем такая установка будет отличаться от российских БН?

Логика здесь простая. В быстром реакторе идут два конкурирующих процесса - сжигание загруженного плутония и наработка нового из ²³⁸U. Если доля загруженного плутония составляет до 20%, то его выгорание компенсируется за счёт наработки, а энергия при этом образуется за счёт использования природного ²³⁸U, ресурсы которого "бесконечны". Но если содержание плутония будет больше названной границы - 40-50% и более - то скорость уничтожения плутония превзойдёт скорость его накопления из урана. Такой аппарат станет реактором-выжигателем технологически воспроизведенного плутония, ресурсы которого "мизерны", в несколько раз меньше, даже чем ресурсы природного ²³⁵U.

То есть, в бридере и выжигателе будут похожими сам реактор, теплоноситель, зона и т.п., но вот соотношение между физическими процессами окажется различным и в результате задачи, которые они смогут решать, также будут разные. Экономика и безопасность, естественно, у них также будет отличаться. Например, у выжигателя будет намного сложнее топливный цикл, а в активной зоне такого реактора придётся компенсировать резкое падение реактивности за кампанию…

Извините, правильно ли я Вас понял? Американский выжигатель и российский быстрый реактор будут отличаться только топливной загрузкой?

…И экономикой и безопасностью. Для выжигателя придётся проектировать свою систему безопасности, а также доказывать работоспособность и экономическую эффективность нового топлива. У американцев вся идеология строится на выжигании трансуранового топлива - плутония вместе с младшими актинидами. Это очень сложное топливо, технология которого до конца ещё не понята.

Откуда у американцев появятся выжигатели?

Это самый интересный вопрос. Некогда Соединённые Штаты были пионерами в области быстрых реакторов. Но последние четверть века они ничего не делали по данной тематике. Естественно, люди ушли, технологии и знания оказались потерянными. Отсюда, кстати, можно объяснить и появление G-IV - попытки привлечь развитые страны для совместной разработки новых реакторов.

Теперь, в рамках своей новой инициативы GNEP Соединённые Штаты обратились прежде всего к тем странам, которые обладают тем или иным опытом в сфере быстрых реакторов и замкнутого ЯТЦ - Франции, Японии и России.

Но гранты DoE пока приходят только к французам?

Естественно. В первую очередь, американцы будут полагаться на своих давних партнёров. Что касается России, то у нас с США пока нет рамочного соглашения "123", которое позволяло бы нам активно сотрудничать друг с другом в этой сфере.

Помимо юридических сложностей на взаимоотношения России и США накладывает свой отпечаток и то обстоятельство, что мы находимся на разных технологических уровнях: в подавляющем большинстве областей ниже, а в области быстрых реакторов - выше США. У нас есть прекрасно работающий БН-600, а после ввода в эксплуатацию БН-800 мы будем готовы к масштабной коммерциализации реакторов этого типа. Американцы же ещё не прошли стадию НИОКР.

Это, как мне кажется, самое главное препятствие. Для того, чтобы нормально сотрудничать, американцам пришлось бы покупать наши быстрые технологии или вкладывать капитал в совместные разработки. Но в Вашингтоне всегда предпочитали и предпочитают только лидирующую роль. Понимаете, Америке будет очень трудно "продать" своему налогоплательщику идею о том, что у России нужно приобретать реакторные технологии. Им легче внушить России, что миру нужны усложненные "выжигатели", которые необходимо разрабатывать в рамках GNEP под руководством США.

Но завод по производству МОКС топлива из оружейного плутония для тепловых реакторов они всё-таки покупают за рубежом, у французов…

У французов-то они покупать технологии могут. В этом случае, каких-либо серьёзных политических препятствий не возникнет. Но Россию как продавца реакторных технологий Соединённые Штаты воспринимать не готовы. Это и есть самый главный тормоз для двухстороннего сотрудничества между Россией и США в области мирного атома. Даже если будет подписано российско-американское соглашение "123", Соединённые Штаты будут стараться склонить Россию к совместным работам в рамках американской идеологии.

А ведь у России уже сегодня есть готовые технологии быстрых реакторов с КВ>1. Такие реакторы создавать легче, и они уже проверены многолетней практикой. Коммерческие АЭС с такими реакторами могли бы купить Китай и Индия. Что касается американских выжигателей с КВ=0,5, то теорему существования для таких реакторов ещё потребуется доказывать. Если американцы сумеют переубедить наших политиков и нанять наших ученых, то возникнет опасность того, что мы в ущерб собственной программе будем решать задачи для американцев.

В России быстрые реакторы с КВ больше 1 будут решать две проблемы - вовлечение в процесс производства энергии изотопа ²³⁸U (решение проблемы ресурсов) и одновременно решение проблемы ОЯТ. Американская идеология выжигателя с КВ=0,5 концентрируется только на переработке ОЯТ, которого в США накоплено на порядок больше чем у нас. Но и нам, и американцам для достижения поставленных конечных целей в системе потребуется не менее 50 лет - примерно столько нужно для построения сбалансированной системы из тепловых и быстрых реакторов с многократной рециркуляцией в последних плутония и частично или полностью младших актинидов.

Мы полагаем, и наши оценки подтверждают это, что на первых порах и нам и американцам не стоит заботиться о достижении неких конкретно заданных значений КВ. Строить первые быстрые реакторы - например, малую серию БН - можно с теми значениями КВ, которые достигнуты на данный момент. И уже в дальнейшем можно будет вносить соответствующие модификации в проекты и выводить шаг за шагом на значения КВ, требующиеся для успешного функционирования ядерной энергетики как долговечной системы.

Если бы американцы согласились строить установки с "дешёвым" КВ на основе уже имеющихся технологий, то это позволило бы им также приступить к практической реализации собственной цели - переработке накопленного ОЯТ тепловых реакторов уже сегодня. При таком подходе первые 20-30 лет развития быстрых реакторов Россия и США могли бы пройти одинаковым освоенным и относительно "дешёвым" путём. Стартовать оба государства могли бы с существующих быстрых натриевых технологий.

Мы могли бы совместно внести в проект БН-800 некоторые модификации с учётом тенденций развития ядерной энергетики за последние 20-30 лет, и приступить к строительству таких реакторов с самым дешёвым КВ в пределах 0,9-1,1. Ещё раз подчеркну, что конкретное значение КВ быстрых реакторов в первые 20-30 лет волновать особо никого не должно. В этот период с точки зрения формирования баланса плутония и младших актинидов в системе ядерной энергетики России, США и мира в целом доминирующим будет будет вклад тепловых реакторов. Главное, КВ первых быстрых реакторов должен быть самым "дешёвым" . Это требование экономики.

Есть ли у американских партнёров понимание российских предложений?

К сожалению, пока американцы больше ориентированы на перехват у России политического лидерства в развития ядерной энергетики в рамках инициативы GNEP, где основной акцент будет на НИОКР. Существует определенный риск, что они могут и преуспеть в этом. В НИОКР заинтересованы многие. Американские быстровики больше думают о реанимации своих старых разработок наподобие металлического топлива, и не спешат к переходу на практическую стадию. О начале интенсивных НИОКР мечтают и наши ученые, не получавшие долгое время серьёзных государственных заказов в этой области. Содержание деятельности ученых, естественно, является НИОКР, и они готовы развивать любые технологии, в том числе и те, которые нужны американцам.

В этих условиях, мне представляется чрезвычайно важным для России довести уже апробированные отечественные технологии БН до коммерческого уровня, и выйти с ними на энергетические рынки Китая и Индии. Одновременно, участвуя в международном сотрудничестве необходимо обеспечить инновационное развитие собственной ядерной энергетики, отвечающие, в первую очередь, интересам нашей страны.

Спасибо за интервью для сайта AtomInfo.Ru.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 18.08.2007

Темы: АЭС, ОЯТ, БН, GNEP, Владимир Каграманян