С любезного разрешения автора, электронное издание AtomInfo.Ru публикует текст доклада, представленного Виктором МУРОГОВЫМ на семинаре "НАТО-Россия", состоявшемся 27-28 марта 2008 года под эгидой Московского Центра Карнеги.

Печатается по: Murogov V.M. Lessons from past experiences - New reality and new initiatives. NATO-RUSSIA Advanced Research Workshop. 27-28 March, Carnegie Center Moscow. Уроки прошлого - новые реальности и новые инициативы - Мурогов В.М. - д.т.н., профессор Государственного Технического Университета Атомной Энергетики, г. Обнинск, директор Российской Ассоциации Ядерной Науки и Образования.

1. Введение.

С самого начала освоения ядерных технологий, создания ядерного оружия и развития ядерной энергетики (ЯЭ), пионеры - основоположники ЯЭ (Э. Ферми, А. Эйнштейн и др.) подчеркивали глобальные последствия этого развития и, наряду с предсказанием важнейшей роли ядерных технологий для будущего, подчеркивали необходимость создания международной системы ядерной безопасности (как safety, так и security) и постановки под международный контроль дальнейшего развития ядерных технологий.

Наиболее плодотворной была инициатива Президента США Д. Эйзенхауэра, выдвинувшего в ООН программу "Атом для мира" (Atom for Peace) в 1953 году. Эта инициатива была поддержана мировым сообществом, и в 1954 году Генеральная Ассамблея ООН приняла резолюцию в развитие этой программы. Одним из важнейших моментов этой резолюции было решение о создании Международного Агентства по Атомной энергии (МАГАТЭ). Еще до утверждения Устава МАГАТЭ (1956 году) и образования МАГАТЭ (1957 году) была проведена Первая Женевская Конференция по мирному использованию атомной энергии (1955 году), а затем состоялись конференции в 1958, 1964 и 1971 годах, начавшие практический процесс международной кооперации в мирном использовании ЯЭ. Ключевым фактором для развития мирного использования ядерной энергии стали разработка (1968 году) и вступление в силу (1970) Договора о нераспространении ядерного оружия (NPT - ДНЯО).

Параллельно шло создание региональных международных организаций - институтов консолидации национальных усилий и дополнительной гарантии мирного и эффективного развития ядерной науки и техники:

• NEA and IEA - в странах ОЕСD,
• Евратом в ЕС,
• Договор Тлателолко - в Латинской Америке и др.

Глобальный характер развития ядерных технологий отразился в создании ряда специализированных международных организаций:

• WANO - операторов АЭС,
• WNA (Урановый Институт - UI) - предприятий и организаций ядерной индустрии,
• WNU (Всемирный Ядерный Университет) и др.

Далее, в том числе, было логичное продолжение, например, в виде Киотского протокола - являющегося отражением глобального характера промышленного развития, но уже для всей "энергетической" деятельности человечества.

2. Интернационализация развития ядерных технологий и многонациональные (многосторонние) подходы к ядерному топливному циклу (ЯТЦ).

Параллельно с созданием и развитием глобальных (многонациональных) организаций в области ЯЭ шло осознание ключевой роли технологии ЯТЦ в решении проблемы нераспространения. В 1970 - 1980-ые годы интенсивно возникают и обсуждаются идеи, концепции и предложения по международной интеграции именно в области ЯТЦ (например семинар в Зальцбурге, 1977 год):

• По созданию региональных центров ЯТЦ (РЦЯТЦ);
• По международным хранилищам ОЯТ и плутония (МХП).

Значительным этапом по обсуждению различных концепций ЯТЦ явилась Международная Оценка Ядерного Топливного Цикла (МОЯТЦ) проведенная в 1978 - 1980 годах при участии экспертов 18 ведущих стран в области развития ЯЭ.

Однако в силу различных причин (политического и экономического характера), в том числе, в силу слишком важной экономической и политической роли ядерных технологий эти обсуждения и предложения до конца XX века оставались, практически, на бумаге.

3. Современное состояние деятельности по многосторонним подходам к ядерному топливному циклу.

Начало нового XXI века совпало с рядом важнейших инициатив по реализации международной кооперации в области развития ядерных технологий, как основы стабильного энергетического развития человечества, в частности:

• инициатива Президента РФ на Саммите тысячелетия ООН, 2000 год;
• инициатива США, приведшая к организации Международного проекта GIF-4 (Generation - 4 International Forum) по разработке инновационных АЭС нового 4-го поколения и их ЯТЦ.

Наступало "предчувствие" нового этапа развития ЯЭ ("зрелого" этапа) с учетом ошибок и уроков начального развития: в т.ч. крупнейших аварий на АЭС - Три-Майл Айленд, Чернобыль и др. Это "предчувствие" потребовало анализа и рекомендации на основе указанных "уроков" начального этапа развития ЯЭ. Для специалистов - экспертов было ясно:

• Во-первых - будущее стабильное энергетическое развитие (решение проблем энергетической безопасности) в глобальном масштабе с учетом интересов развивающихся стран (прежде всего Китая, Индии, Бразилии, Аргентины и др.) невозможно без учета и использования ядерной энергии. При этом учитываются и не только энергетические проблемы, а также необходимость решения задач здоровья, обеспечения водой и продовольствием, развитием науки, техники и промышленности.
• Во-вторых, с другой стороны, складывалось понимание, что такие "ключевые" вопросы будущего развития ЯЭ, как безопасность АЭС и установок ЯТЦ (safety), экологические проблемы в т.ч. связанные с захоронением радиоактивных отходов и использования ОЯТ имеют, в принципе, реальную техническую основу для их решения, и это является в первую очередь проблемой привлечения финансов, материальных и человеческих (интеллектуальных) ресурсов. Единственной ключевой проблемой дальнейшего развития ЯЭ, решение которой не ясно даже в принципе - является проблема нераспространения (nonproliferation). Эта сложнейшая техно-политическая проблема имеет три составляющих, каждая из которых требует своего решения:
  • SG (safeguard - контроль и учет делящихся материалов) контрольная функция МАГАТЭ, подкрепленная с 1993 года Дополнительными протоколами;
  • технические и инженерные барьеры на пути распространения;
  • институционные меры (международные соглашения , конвенции и т.п. решения).

Пришло осознание, что практически любые шаги в развитии технологии ЯТЦ, можно рассматривать, как шаги в направлении развития немирного использования ядерных технологий. Появилась задача: как обеспечить энергетическое развитие, без распространения технологии ЯТЦ (прежде всего - обогащения, производства высокообогащенного урана, переработки ОЯТ, использования плутония в выделенном виде и т.п.)?

По инициативе Генерального директора МАГАТЭ группа экспертов ведущих стран выполнила специальный анализ и опубликовала аналитический доклад: "Многосторонние подходы к ЯТЦ" INFCIRC/640, 2004 год. Был опубликован доклад WNA "Обеспечение гарантий поставок в международном ядерном топливном цикле" и инициативы ряда стран в этой области (инициативы США, России, Японии, Германии, инициатива 6-ти стран и др.).

Среди многих инициатив, с моей точки зрения, наиболее полно и всесторонне отражают проблемы дальнейшего развития ЯЭ следущие три:

• GNEP (Global Nuclear Energy Partnerships) - США;
• инициативы по созданию Многонациональных (Международных) Центров ЯТЦ по обогащению и по переработке ОЯТ (РФ);
• инициативы по созданию Международных Банков ядерного топлива - для гарантированного доступа новых стран к продуктам и услугам ЯТЦ (Германия,WNA и др.).

Возникает естественный вопрос - где (и в чём) гарантия, что последнюю инициативу не постигнет участь остаться на бумаге, как это уже было на предыдущем этапе развития ЯЭ? Как разрушить "пассивное" или даже негативное отношение ряда развивающихся стран к этим последним инициативам, усматривающих в них признаки "дискриминации", несмотря на заявления и утверждения авторов инициатив об их стремлении к помощи и поддержке развивающихся стран в мирном использование ЯЭ. Как избежать и не повторить судьбу прошлых инициатив?

4. Концепция международных центров ЯТЦ.

Коротко проанализируем особенности ядерной технологии, как одной из сложнейшей и уникальной технологии будущего.

Сегодня можно утверждать, что задача создания и развития современного оружия оказалась проще задачи создания современных ЯЭУ и их ЯТЦ. Как пример: специалисты едины во мнении, что развитие будущей полномасштабной ЯЭ невозможно без реакторов - размножителей на быстрых нейтронах в замкнутом ЯТЦ. Не случайно среди шести отобранных типов ЯЭУ будущего (в рамках GIF-4) - три типа реакторов на быстрых нейтронах с жидкометаллическим охлаждением (с легким жидкометаллическим теплоносителем (натрием) и с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (свинец - висмут), с газовым (He) теплоносителем).

Разработка быстрых реакторов ведется уже более 60 лет (первый энергетический быстрый реактор "Clementine" был пущен в 1946 году, первое ядерное электричество было получено на быстром реакторе EBR-1 в 1951 году (в США), но до сих пор не существует единой концепции и демонстрации коммерческого быстрого энергетического реактора в замкнутом ЯТЦ для будущей ЯЭ.

Разработка инновационных проектов АЭС (БР и др. таких как высокотемпературная газо-графитовая - ЯЭУ для атомно-водородной энергетики, водо-водяного реактора с закритическими параметрами) включенных в Международные проекты ИНПРО и GIF, оказалась слишком сложной и дорогостоящей для одной страны (даже таких стран как США, СССР, Япония и др.). Более того, дело далеко не только в финансовых затратах. Как показал прежний опыт, ЯЭ не имеет права на повторение ошибок, приводивших к крупным авариям и тем более катастрофам типа Чернобыльской. Это было бы практически концом, а не ренессансом ЯЭ.

Решение проблемы отходов так же носит, как минимум, региональный характер в силу свое сложности, капиталоемкости и специфических природных условий ряда государств (например, в плотно-населенных регионах, как Западная Европа).

Как уже указывалось разработка и реализация проектов БР в замкнутом ЯТЦ для будущего оказалась задачей не одного поколения, задачей решение которой возможно только при наличии Научно-технической школы, существующей в очень ограниченном числе ведущих стран в этих областях (например в таких как Франция, Россия, Индия ,Япония ). И в этом (в необходимости воссоздания научно-технической школы БР) - одна из главных причин инициативы США по организации проекта GIF, где во главу угла поставлена разработка БР в замкнутом ЯТЦ.

Для выхода из создавшейся ситуации, для привлечения широкого круга развивающихся стран, заинтересованных в мирном использовании ЯЭ, к участию в реализации последних инициатив МАГАТЭ, США, России, WNA и др. (GNEP, Международный Центр по обогащению и переработке топлива, по созданию Международного Банка ядерного топлива) необходимо наполнить эти инициативы экономическими и научно-техническим содержанием и показать "профит" для развивающихся и "малых" стран (например, стран Восточной и Центральной Европы) в рамках всей проблемы долгосрочного развития ЯЭ, а не только ее близлежащих отдельных этапов (как, например, обогащение ураном-235).

То есть уже в настоящее время целесообразно начать обсуждение, изучение и показать необходимость и неизбежность - в случае долгосрочного и полномасштабного развития ЯЭ - реализации всего комплекса задач на базе международной кооперации, на основе реализации Международных Центров ЯТЦ и GNEP. Речь идет о создании и развитии:

• Международных Центров ЯТЦ по обогащению (как уже предложено РФ) и снабжению развивающихся и "малых" стран низкообогащенным урановым топливом;
• Международных Центров ЯТЦ по приему возвращаемого облученного ядерного топлива (ОЯТ) (как уже обсуждается);
• Международных Центров ЯТЦ по переработке ОЯТ, выделению и обращению с плутонием;
• Международных Центров ЯТЦ по производству плутониевого топлива для быстрых реакторов (БР) и по утилизации этого топлива в реакторах на быстрых нейтронах;
• Международных Центров ЯТЦ по наработке в БР (в ториевых экранах) урана-233 и производство на его основе низкообогащенного уранового ("искусственного") топлива для тепловых реакторов: уран-233+урана-238 (для долговременного обеспечения топливом развивающихся и "малых" стран);
• Международных Центров ЯТЦ по обращению с ядерными отходами (по захоронению отходов).

Очевидно, что это абстрактное разделение на 6 позиций предполагает разумные комбинации на их основе (например, пп 2 и 3 - совмещение приема ОЯТ и его переработка с производством плутония).

Решение совокупности задач 1-6 в комплексе посильно только в рамках международной кооперации, поскольку требует огромных финансовых, материальных и человеческих ресурсов. Ни одна страна самостоятельно не смогла и не сможет решить этот комплекс задач (например, вспомним еще раз, что БР развиваются с 1944 года, а "воз и ныне там", до сих пор продолжается спор-конкуренция различных концепций (см. Программу GIF-4)). Указанный комплекс 1-6, действительно глобальная задача века. Альтернатива - десятки новых "ядерных" стран к середине века.

"Малые" и развивающиеся страны должны увидеть свой "профит" от реализации упомянутых "Инициатив" и понять, какие изменения необходимы, т.е. что именно потребуется изменить в национальных программах этих стран в результате их участия в реализации указанных "Инициатив", что это даст им - "плюс" или "минус".

Очевидно, что выполнение предлагаемого проекта должно сопровождаться следующей аналитической работой:

• по анализу требований к необходимой инфраструктуре будущих стран-участников реализации "Инициатив" (образование, система контроля к передаче знаний, регулирующие органы, инженерная и технологическая база);
• по реализации Программы Управления и Сохранения Ядерных Знаний под эгидой МАГАТЭ, как для передачи знаний и опыта следующим поколениям специалистов (это самостоятельная проблема, где ведущую роль уже играет МАГАТЭ), так и в новые развивающиеся страны.

Успешная реализация обсуждаемых инициатив является ключевым фактором для будущего развития ЯЭ, для нового этапа - этапа Ренессанса Ядерной Энергетики.

Источники:

1. Multilateral Approaches to the Nuclear Fuel Cycle (Expert Group Report to the DG IAEA) Vienna. 2005.

2. Тимербаев Р.М. Международный контроль над атомной энергией. М. ПИР - Центр.2003.

3. Regional Nuclear Fuel Cycle Centers. IAEA. 1977. Report of the IAEA Study Project.

4. International Plutonium Storage. 1982. IAEA. IAEA - IPS/ EG(140. Report of Expert Group.

5. Сводный том материалов по МОЯТЦ. МАГАТЭ. Вена.STI/PUB/534/ 1980.

6. Rykovanova E. International Nuclear Fuel Service Centers : Russian proposal. Yaderny Control. Vol.10, № 3-4. Summer/Fall 2005, стр. 33-38.

7. Nuclear technology Review. NTR - 2006. IAEA. Key Issues. Vienna. 2006. pp. 12-20.

8. Мурогов В.М., Понаморев - Степной Н.Н. и др. Международные инициативы МАГАТЭ : от инновационных ядерных технологий к повышению роли "ядерного" образования. Бюллетень по атомной энергии. 6/2007, стр.37-41.

9. Мурогов В.М. Современные проблемы ядерной энергетики. Доклад. Клуб Триалог. ПИР - Центр.2006

10. Guidelines for the Evaluation of Innovative NPP and Fuel Cycle. INPRO, Phase 1A Report IAEA TECDOC - 1362. Vienna. 2003. p. 150.11. Понамарев - Степной Н.Н. О возможностях и путях осуществления инициативы Президента РФ. Ядерный контроль. 2001, №2, Март - Апрель.

12. Соколов Ю. А., Хорошев М.В. Гарантированные поставки ядерного топлива - новая основа для использования ЯЭ. www.Proatom.ru.13.12.2007.

13. A Technology Roadmap for Generation - 4 Nuclear Energy Systems Executive Summary. 2003. GIF-002-00.

14. Global Nuclear Energy Partnership Strategic Plan. US DOE. GNEP - 167312. June. 2007.

15. Guindon S. History and Status of the Generation-4 International Forum. IAEA-CN-108-72. 2003.

16. Fast Reactor Database : 2006 Update. 2006. IAEA. Vienna. IAEA-TECDOC-1531. 440 p.

17. Ядерные реакторы на быстрых нейтронах. Материалы форума "К 100-летию Лейпунского А.И.". Обнинск. 8-12 декабря 2003.

18. Баррэ Б. Как добиться устойчивого развития ядерной энергии. Бюллетень МАГАТЕ, 45/2, дек. 2003, стр. 54-55.

19. Коровин Ю.А., Мурогов В.М. Современные проблемы ядерной энергетики. Учебное пособие. Обнинск. ИАТЕ. 2006. 216 стр.

20. Murogov V.M. A Hazy Nuclear Renaissance. IAEA Bulletin, 48/2, March 2007 .

21. Пигфорд Э. Уран, торий и режим нераспространения. Россия в глобальной политике. №4. 2006. www.globalaffairs.ru/numbers/21/6002.

22. Kiriyama E., Pickett S. Non-proliferation criteria for nuclear fuel cycle options. Progress in Nuclear Energy. Vol 37. № 1-4, pp. 71-76.2000

23. Arthur E.D. et al. An Architecture for Nuclear Energy in the 21st Century. Proliferation - Resistant Nuclear Power systems, pp. 1-9, LLNL, June 2-4, 1999

24. Feiveson H. Proliferation Resistant Nuclear Fuel Cycles, Annual Review of Energy 3, 1978, pp. 357 - 394

25. Segev M. et al. Radkowsky Thorium Fuel, Nonproliferative Th-based Fuel Cycle for PWR's. Progress Report. Jan 1999 - March 1999.

26. Stockholm International Peace Research Institute Nuclear Energy and Nuclear Weapon Proliferation. Kyouritu Shuppan. Tokyo. Japan. (1979)

27. Shea T.E., Kagramanian V.S. et al. Proliferation Resistance in Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles. 10 - th International Conference on Nuclear Engineering, 14-18 April 2002, USA. ICON 10 - 22501.

28. V.M.Mourogov, A Need for Innovative Reactors and Fuel Cycles, Symposium on International Safeguards: Verification and Nuclear Material Security, IAEA - SM - 367/18/03, October 2001.

29. International Nuclear Fuel Cycle Evaluation, (INFCE), International Atomic Energy Agency, ISBN 92- 0 - 159180 - 2, February 1980

30. H. Feiveson, The Search for Proliferation Resistant Nuclear Power, Journal of the Federation of American scientists, Vol. 54, No. 5 Sept/Oct 2001

31. Technological Opportunities to Increase the Proliferation Resistance of Global Civilian Nuclear Power Systems (TOPs). Report by the TOPs Task Force of the United States Department of Energy Nuclear Energy Research Advisory Committee, January 2001

32. International Topical Workshop on Proliferation Resistance in Innovative Reactors and Fuel Cycles, International Atomic Energy and Landau Network - Centro Volta, Como, Italy, 2-6 July 2001

33. В.Хлебников. Роль МАГАТЭ в решении актуальных проблем нераспространения ядерного оружия. Ядерный контроль №1 (71) том 10, 2005, стр. 81-96.

ИСТОЧНИК: Виктор Мурогов, AtomInfo.Ru

ДАТА: 30.03.2008

Темы: ОЯТ, ЯТЦ, Россия, США, Виктор Мурогов