Материалы портала «Научная Россия»

Мы говорим — Арктика, подразумеваем — «Росатом»...

Советник РАН Ашот Аракелович Саркисов, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук о роли ГК "Росатом" в развитии Арктического региона.

В арктическом регионе «Росатом» традиционно широко представлен и очень активно работает в различных секторах экономики и военного дела. И это вполне естественно, поскольку атомная энергетика характеризуется по крайней мере двумя качествами, которые делают ее весьма привлекательной для применения именно в Арктике. Первое - это высокая энергоемкость ядерного топлива, позволяющая обеспечить высокую автономность ядерных установок, что особенно важно для отдаленных труднодоступных регионов с суровым климатом, в условиях бездорожья, трудных транспортных коммуникаций и т.д. Второе – свойственная ядерным энергоисточникам экологическая чистота, которая безусловно обеспечивается, когда атомная энергетика функционирует в нормальном штатном режиме. Этот фактор особенно актуален для Арктики с ее уникальным и очень чувствительным к антропогенным воздействиям природным ландшафтом.

Именно в арктическом регионе были построены и работают две самые северные в мире атомные электростанции: самая северная из них, Билибинская АЭС, с четырьмя блоками по 12 МВт и Кольская АЭС, где работают также четыре блока, но более мощных - по 440 МВт.

Исключительно важен в экономическом отношении вклад «Росатома» в такой уникальной отрасли, как коммерческий атомный ледокольный флот.

Попытки создания коммерческих атомных судов предпринимались в Германии, в Соединенных Штатах и в Японии, но все они оказались безуспешными. И лишь Советский Союз в свое время нашел правильную нишу для применения атомных установок в коммерческом флоте, а именно - создал первый в мире и до сих пор единственный ледокольный атомный флот. Было построено восемь атомных ледоколов, которые обеспечивали решение целого ряда вопросов начиная от освоения природных ресурсов и заканчивая обеспечением навигационной деятельности других судов по Северному морскому пути. Кроме того, в годы существования СССР вдоль Северного морского пути на побережье нашей страны были установлены 396 радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), которые снабжали питанием световые маяки, предназначенные для обеспечения навигации по Северному морскому пути. В качестве основного источника тепла в них используется стронций-90. Сейчас все эти генераторы практически демонтированы и утилизированы.

Еще одна область безусловной компетенции «Росатома» на нашем Севере – военно-морской флот. Это необходимая составляющая нашего государственного суверенитета, государственной безопасности. Поскольку для Севера и особенно для подводного флота атомные установки более органичны и эффективны, то, естественно, в советские годы мы построили самый большой по численному составу атомный флот, который в свое время состоял из 248 атомных подводных лодок и пяти тяжелых атомных ракетоносных крейсеров. Подавляющее большинство атомных субмарин в связи с истечением срока их эксплуатационного ресурса выведены из эксплуатации и к настоящему времени утилизированы. Массовый вывод из эксплуатации ПЛА, их утилизация, а также радиоэкологическая реабилитация обслуживающей их инфраструктуры стали одной из сложнейших в современной истории экологических проблем глобального масштаба. В настоящее время эта проблема близка к своему успешному завершению. Решение этой задачи осуществлялось в рамках широкого международного сотрудничества многими нашими организациями и учреждениями при безусловной лидирующей роли «Росатома». Завершая этот краткий обзор деятельности «Росатома» в Арктической зоне РФ, нельзя не назвать создание мощного полигона для испытаний атомного оружия на Новой Земле, который внес неоценимый вклад в укрепление суверенитета и безопасности государства.

 

АЭС на полюсе

С учетом складывающихся обстоятельств востребованность «Росатома» в решении арктических проблем в будущем будет неуклонно возрастать. Для «Росатома» перспективность арктического региона связана прежде всего с освоением обнаруженных в последнее десятилетие ресурсов углеводородного сырья. В этих отдаленных местах систем централизованного электроснабжения нет. Задача разведки и освоения месторождений может быть успешно решена только при наличии надежных энергоисточников. Согласно проведенному анализу, наиболее подходящими для этой цели применительно к местным условиям будут атомные установки небольшой мощности –от десятков до трехсот мегаватт.

Переход к малой атомной энергетике, т.е. к атомным энергоисточникам малой мощности - это не просто уменьшение мощности, а переход к новому качеству. Речь идет о новой идеологии, новой концепции всей атомной энергетики, когда основные работы, связанные с капитальными затратами на сооружение станций, переносятся с места монтажа атомных установок на предприятие. То есть изготовление станции почти на 90% будет осуществляться в цехах. На месте будет осуществляться только монтаж готовых блоков.

Модульная конструкция – главная особенность таких установок - придает им особую гибкость: из отдельных модулей можно составлять блоки самой разной мощности в зависимости от потребности.

Еще одно немаловажное достоинство заключается в том, что все наиболее радиационно опасные операции, связанные с загрузкой атомного топлива, с обращением с жидкими и твердыми отходами переносятся на предприятие, где имеются оптимальные для этого условия и квалифицированный персонал.

И, наконец, следует обратить внимание на высокую степень автономности малых атомных станций. Сейчас физика вполне позволяет создавать установки, которые обеспечивают непрерывную работу таких атомных источников в течение 25 и 30 лет без перегрузки ядерного топлива.

В создании атомных энергоисточников малой мощности наша страна имеет хороший научно-технический задел, а в отдельных направлениях и очевидный приоритет. Близится к завершению строительство первой в мире плавучей АЭС. По ряду причин в головном образце не удалось реализовать все потенциальные возможности, в частности чрезмерно высокой оказалась ее стоимость. Причины всех недостатков первой плавучей АЭС ясны, равным образом как ясны и пути их преодоления в последующих серийных образцах.

Анализ показывает, что в мире существует огромная потребность в транспортабельных установках подобного типа. Эти установки могут работать по лизинговому принципу, т.е. АЭС доставляется к месту эксплуатации, отрабатывает положенный срок, а затем возвращается на предприятие для обслуживания, перегрузки активной зоны и выполнения других необходимых операций.

Второй проект, который у нас активно разрабатывается, тоже пионерский и, безусловно, инновационный: это реактор на быстрых нейтронах СВБР-100 со свинцово-висмутовым теплоносителем - модульный блок мощностью 100 МВт, из которого можно составлять кратные этой величине комплексы большей мощности.

Установка разрабатывается «Росатомом» в партнерстве с частной организацией. Сейчас ведутся проектные работы. Принципиально решен вопрос о размещении головного реактора для испытаний в Димитровграде. Направление очень перспективное, его надо дальше развивать.

Если говорить о малой атомной энергетике в широком плане, то в первую очередь она предназначена для снабжения электроэнергией отдаленных локальных регионов, не имеющих собственного энергоснабжения. Это могут быть несколько населенных пунктов и примыкающие к ним промышленные предприятия.

Другая область применения малых атомных электростанций - для разворачивания так называемых региональных энергетических сетей. Такая идеология может быть реализована в Сибири, на Дальнем Востоке, в некоторых арктических регионах.

Кроме этого, атомные энергетические установки можно использовать для снабжения отдельных крупных промышленных объектов, таких как буровые установки, горно-обогатительные комплексы, металлургические предприятия. Это установки совсем небольшой мощности. Технических препятствий для создания таких установок - надежных, с большой автономностью и высокоэкономичных - не имеется.

И, наконец, малые атомные установки будут востребованы для производства водорода и других вторичных энергоисточников, для опреснения воды и т.д. То есть прогнозируемая сфера применения атомных установок малой мощности весьма широка. Так что роль «Росатома» в развитии малой атомной энергетики для Севера, для арктического региона и прилегающих территорий, а также для отдаленных территорий нашей страны, где отсутствует централизованное электроснабжение, трудно переоценить. Именно здесь, по нашему мнению, открываются огромные возможности для развития нового направления атомной энергетики.

Исторически атомная энергетика развивалась в направлении создания крупных энергокомплексов с блоками мощностью от гигаватта и выше. Теперь мы стали свидетелями возникновения совершенно нового направления, связанного с принципиально другим подходом, с другой идеологией и с новыми технологиями. Даже институционально-правовая база этой малой энергетики и то специфична. Во всяком случае, той правовой базы, которая сегодня регулирует деятельность всей нашей большой атомной энергетики, здесь оказывается недостаточной.

Детальные экономические расчеты эффективности использования в Арктике ядерной энергетики провести очень трудно. Для этого требуется учесть очень много параметров, которые на сегодня недостаточно понятны. Например, запасы того же углеводородного сырья: если они небольшие, то смысла вкладывать огромные деньги в то, чтобы там развивать инфраструктуру, нет.

Но сегодня есть весьма обнадеживающие данные, согласно которым минимальная оценка открытых запасов углеводородного сырья в арктическом регионе – примерно 250 млрд т условного топлива. Если исходить из нынешней годовой добычи, этого объема должно теоретически хватить значительно более чем на 100 лет. Эта оценка уже дает основание, чтобы вкладывать большие деньги в укрепление и обозначение нашего присутствия и нашего права на освоение этих запасов. Не только на суше, не только на шельфе, но и дальше - там, где мы имеем право претендовать на экономическое владение этими акваториями.

 

Вперед – самый полный

Что касается атомного ледокольного флота, из восьми построенных ледоколов сейчас в эксплуатации находятся четыре. Пятый, «Советский Союз», находится в эксплуатационном резерве.

Анализ показывает, что в этих регионах для обеспечения навигации, научно-исследовательских работ и транспортировки добываемого топлива требуется непрерывное функционирование четырех-пяти ледоколов. Поэтому планы построены таким образом, чтобы не снижать этот уровень.

Сейчас спроектировано три корабля нового типа - универсальные ледоколы. Они имеют двойную осадку, максимальная - 10,8 м, а минимальная - 8,5 м. При вхождении в устье северных рек, где глубина маленькая, они осадку будет уменьшать, а при работе в более полноводных районах - увеличивать. Первый ледокол этой серии должен быть спущен на воду в 2016 г.

Кроме того, проектируются ледоколы лидерского класса - с более мощными энергетическими установками. Сейчас атомные ледоколы работают беспрепятственно в течение осенне-летнего периода - до сентября. В зимне-весенний период они обеспечивают навигацию только в западных районах арктического региона. Новый ледокол будет иметь возможность работать в течение всего года и в восточных районах Арктики, и в приполюсных акваториях арктического региона. Проходимость их будет уже неограниченная.

Энергетические установки для той серии ледоколов, которые сейчас находятся в стадии строительства, резко отличаются от энергетических установок предыдущего поколения. Их главные отличия – это, во-первых, более высокая степень конструктивной интеграции (парогенераторы находятся внутри корпуса реактора), что обеспечивает компактность, легкость и надежность; во-вторых - повышенная безопасность, связанная с тем, что эти установки находятся внутри бетонного колпака, окружающего реактор, как это сделано на всех современных атомных электростанциях. Это первые судовые установки, которые отвечают требованиям МАГАТЭ по безопасности.

В реакторном зале ледокола "Россия" (фото: РИА новости)

По всем параметрам сегодня атомное ледокольное судостроение более перспективно, чем дизельное. Например, если дизель-электрический ледокол может находиться в автономном плавании с учетом ограниченности топлива не более двух месяцев, то атомный может функционировать до пяти лет без зарядки активной зоны. Важно также и то, что в отличие от установки, использующей углеводородное топливо, загрязнение окружающей среды нехарактерно для атомной энергетической установки. С точки зрения освоения нашего Севера я также не вижу альтернативы атомным ледоколам.

 

Культура безопасности

Атомная энергетика имеет свои особенности, что, к сожалению, служит основой для неоправданных представлений о ее чрезвычайной опасности. Атомная энергетика появилась как побочный продукт разработки атомной бомбы, поэтому в массовом сознании она ассоциируется с атомным оружием. Другая причина настороженного, а часто и негативного отношения к атомной энергетике связана с особенностями радиационного воздействия. Воздействие радиации на организм совершенно незаметно, а последствия при высоких дозах облучения могут быть весьма опасными.

В то же время существует и ряд свойственных атомной энергетике объективных факторов, которые представляют собою источники потенциальной опасности. Один из них - это высочайшая концентрация энергии в единице объема. Потенциальная энергия, заключенная в активной зоне атомного реактора, на семь порядков выше, чем энергия пароводяной смеси в паровом котле электростанции такой же мощности.

Еще одна особенность, с которой нельзя не считаться, и которая представляет потенциальную опасность - состояние мгновенной критичности. Это неуправляемая цепная реакция деления, которая может возникнуть при определенных физических условиях. Ни в одном способе генерации энергии подобного явления нет. Поэтому в конструкции реактора предусмотрено все, чтобы это состояние никогда не достигалось. Но теоретически оно достижимо и поэтому представляет собой реальный фактор опасности.

Специфическая особенность ядерной энергетики - остаточное тепловыделение, которое выступает еще одним потенциальным источником и фактором опасности. Любой другой источник энергии после выключения через короткое время достигает мощности, равной нулю. При выключении атомной установки генерация тепла продолжается в течение многих часов, дней и месяцев за счет остаточного тепловыделения. Причем эта генерация реализуется на достаточно высоком уровне, который заставляет обеспечивать отвод тепла в течение длительного времени после выключения реактора.. Кстати, на «Фукусиме» все неприятности произошли из-за того, что из-за остановки генераторов не был обеспечен отвод этого остаточного тепловыделения. Сейчас уровень развития атомной техники таков, что степень ее безопасности значительно превосходит степень безопасности в других энергетических технологиях. Атомные установки на сегодня - самые безопасные, а стандарты их безопасности - самые высокие. Не случайно термин «культура безопасности» возник внутри атомной энергетики. Эти философия и идеология сейчас постепенно распространяются и на другие отрасли нашего энергетического комплекса.

Для того чтобы население воспринимало атомную энергетику адекватно, надо воспитывать в людях ее правильное понимание начиная со школьной скамьи, продолжать это обучение в вузе, независимо от специальности, и дальше - на протяжении всей жизни человека.

Такая работа очень эффективно проводится во Франции. Отношение к атомной энергетике там очень спокойное, здравое и вполне адекватное. Там более 70% энергии производится на атомных станциях. Несмотря на это, люди не только не выступают против развития атомной энергетики, напротив, они считают, что в значительной мере их благосостояние и экономическое благополучие связаны именно с тем, что в стране так широко и успешно применяется именно этот вид энергетики. Такое просветительская и образовательная работа должна проводиться систематически, по определенной государственной программе.

Нужно заниматься опережающим проектированием и созданием новым прогрессивных атомных энергетических установок, как это было с атомной подводной лодкой в свое время. Ее никто не просил, а Минсредмаш сделал и предложил, а после оказалось, что подводные лодки могут быть только атомными, потому что только с атомными установками они становятся поистине подводными кораблями, не нуждающимися в периодическом всплытии для зарядки аккумуляторных батарей. Надо не ждать, пока потребители начнут просить, а самим предлагать и выводить на рынок. Идти впереди экономики, а не поспевать за ней.

К великому сожалению, на начальном этапе деятельности «Росатом» и другие организации, которые использовали атомную энергетику, во многом оказались безответственным в том, что касается охраны окружающей среды. Сейчас в ходе масштабных работ по утилизации ПЛА вскрылся колоссальный экологический ущерб, которые был нанесен в результате бездумной и безалаберной эксплуатации всего атомно-промышленного комплекса в регионе.

На новом этапе использование атомной энергетики в Арктике должно реализовываться с более высокой степенью ответственности, по более строгим стандартам, обеспечиваться самым современными технологиями, что станет гарантией экологической безопасности всего этого региона.

Подготовил Валерий Чумаков

 

 

Фото: РИА Новости

арктика атомный флот ашот саркисов реактор малой мощности реактор на быстрых нейтронах росатом

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий