Американская инициатива о глобальном ядерном партнёрстве в области ядерной энергии (GNEP) может стать мощным инструментом, способным позволить Соединённым Штатам Америки перехватить инициативу в самых высокотехнологических сферах атомной энергетики - замыкании топливного цикла и строительстве реакторов на быстрых нейтронах.

Сайт AtomInfo.Ru приступает к публикации серии статей, посвящённых анализу различных аспектов инициативы GNEP и её влияния на атомный сектор России и других государств. В первой статье цикла мы рассмотрим основные цели и критерии GNEP - так, как их видят в Америке.

Основными целями инициативы GNEP являются следующие направления:

• расширение использования атомной энергии для удовлетворения растущих энергетических потребностей экологически приемлемым способом;
• разработка, демонстрация и применение новых технологий для рециклирования ОЯТ со следующими целями:
  • прекращение выделения плутония;
  • уменьшение или полная ликвидация запасов избыточного гражданского плутония;
  • уменьшение существующих запасов ОЯТ гражданских реакторов;
• разработка, демонстрация и применение усовершенствованных реакторов для выжигания трансурановых элементов из переработанного ОЯТ;
• создание международного режима для надёжного и повсеместного использования атомной энергии в мирных целях путём поставок ядерного топлива и возвращения обратно ОЯТ без распространения технологий обогащения урана и переработки ОЯТ.

Основными критериями GNEP выбраны следующие положения:

• риск распространения;
• предотвращение распространения;
• снижение угрозы терактов;
• уменьшение объёмов, предназначающихся для захоронения;
• гарантированность топливных поставок для АЭС;
• перспективы и поощрения.

Риск распространения исходит от двух основных источников - от стран, желающих за короткий срок после выхода из ДНЯО стать обладателем ядерного оружия, и от террористических групп, стремящихся получить ядерные материалы для производства и использования ядерного взрывного устройства или грязной бомбы. Инициатива GNEP планирует устранить оба источника, для чего предлагает ограничить число государств, владеющих объектами для обогащения урана и химпереработки ОЯТ, а также сократить или полностью ликвидировать запасы гражданского плутония и усилить за ним контроль.

Предотвращение распространения осложняется тем, что предотвращение распространения коммерческих ядерных технологий не означает автоматическое предотвращение распространения ядерного оружия. Плутоний, выделяемый из ОЯТ энергетических реакторов, не относится к разряду военных материалов, однако с его помощью можно создать ядерное оружие. Инициатива GNEP предполагает дальнейшее развитие технологий переработки ОЯТ с целью сделать их более надёжными с точки зрения контроля и усложнить попадание делящихся материалов в руки террористов.

Однако следует признать, что не существует панацеи, позволяющей полностью перекрыть все пути для переключения обогатительных и перерабатывающих объектов на военные нужды. В связи с этим, в GNEP предлагается разработать новые технологии ЯТЦ, которые будут реализованы в государствах с уже имеющимся топливным циклом и позволят им предоставлять услуги по обогащению и переработке третьим странам. При этом, цена на услуги должна устанавливаться таким образом, что для третьих стран должно стать экономически выгодным закупать их в странах с имеющимся ЯТЦ, а не развивать свои собственные технологии топливного цикла.

Снижение угрозы терактов может быть осуществлено путём постепенной ликвидации накопленных запасов гражданского плутония и снижением количества ОЯТ, накопленного во всём мире. На каждом из объектов GNEP должно быть гарантировано непопадание в третьи руки количества делящегося материала, превышающего критическую массу.

Среди мер, позволяющих снизить угрозу теракта, инициатива GNEP предусматривает следующее.

• Минимизация транспортировок, для чего предполагается создавать интегрированные объекты ЯТЦ. Ввезённое на объект отработавшее топливо должно оставаться на нём до момента получения рециклируемых материалов.
• Содержание делящихся материалов в смеси с неделящимися материалами, так, чтобы создание из них ядерного оружия оказалось бы максимально затруднённым.
• Использование новых методик учёта и контроля делящихся материалов.
• Минимизация вплоть до полного исчезновения запасов выделенного плутония.

Уменьшение объёмов, предназначающихся для захоронения связано с уменьшением накопленного объёма ОЯТ. Отработавшее топливо ядерных реакторов может быть либо направлено на захоронение в соответствующим образом обустроенные хранилища, либо переработано и рециклировано в реакторах (в последнем случае, в хранилища помещаются имеющиеся в ОЯТ радиоактивные продукты деления и активации). Использование имеющихся технологий переработки на основе PUREX не позволит существенно снизить объёмы, предназначаемые для захоронения, и не отвечает целям GNEP.

Необходимо выделять из ОЯТ и возвращать в ядерные реакторы долгоживущие младшие актиниды, а также выделять изотопы цезия и стронция, которые после короткой выдержки могут быть захоронены как низкоактивные отходы. Наконец, следует особо обращаться с изотопами технеция, в частности, фиксировать их в матрице для предотвращения их миграции за пределы площадки хранилища.

Гарантированность топливных поставок для АЭС будет реализована на практике в том случае, если мировые ядерные экспортёры создадут безопасную систему, способствующую развитию атомной энергетики без угрозы режиму нераспространения. Те государства, что предпочтут добровольно отказаться от создания собственных мощностей для обогащения урана и переработки ОЯТ, получат надёжный доступ по разумной цене к ядерному топливу для АЭС. Соединённые Штаты, в частности, будут продавать ядерное топливо за рубеж и возвращать на свою территорию ОЯТ, для чего в США должна быть создана соответствующая инфраструктура.

Перспективы и поощрения - инициатива GNEP уже была положительно воспринята ведущими ядерными державами. Её перспективы зависят от того, насколько успешно США смогут вернуться на ядерные рынки. Инициатива позволит Соединённым Штатам занять лидирующие позиции в мировой атомной отрасли, а доступ на американские рынки станет формой поощрения и рычагом давления на американских партнёров.

Модель реализации инициативы GNEP основана на партнёрстве между правительством США и коммерческими предприятиями атомной отрасли. В рамках инициативы на территории Соединённых Штатов предполагается построить три ядерных объекта - усовершенствованный завод по переработке ОЯТ и консолидированный центр по обращению с топливом (CFTC), быстрый реактор-выжигатель ABR для утилизации младших актинидов и научно-исследовательский центр AFCF для разработки новых технологий ЯТЦ и изучения актинидного топлива.

Сооружение CFTC и ABR может вестись силами атомных компаний при поддержке американских национальных лабораторий и университетов, а также международных партнёров. В то же время, центр AFCF будет строиться на площадке, принадлежащей министерству энергетики США и на государственные средства.

Технологическое развитие в рамках GNEP включает в себя четыре основных направления:

• переработка ОЯТ легководных реакторов;
• фабрикация ядерного топлива с материалами, предназначенными для трансмутации;
• работа трансмутационного топлива в активных зонах реакторов;
• выделение трансурановых элементов из отработавшего трансмутационного топлива.

Кроме этого, при строительстве быстрого реактора-выжигателя потребуется учесть следующие технологические риски:

• Высокий риск при проектировании реактора из-за нехватки в США соответствующих организаций и персонала; на протяжении нескольких десятилетий в Соединённых Штатах не строились реакторы на быстрых нейтронах;
• Высокий риск при изготовлении и тестировании оборудования для ABR из-за нехватки соответствующей инфраструктуры в США; возможности международного рынка по производству оборудования для быстрых реакторов также сильно ограничены;
• Средний риск при проведении анализа безопасности реактора ABR; потребуются дополнительные усилия по модификации и валидации расчётных кодов, а также строительство тестовых натриевых сборок;
• Высокий риск при лицензировании реактора ABR; в американском регулирующем органе практически отсутствуют эксперты с хорошим пониманием натриевой технологии; необходимо также чётко сформулировать требования атомнадзора к быстрым натриевым реакторам.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 13.09.2007

Темы: ЯТЦ, БН, США, GNEP