Почему специалисты считают, что Казахстану нужна АЭС? Стоит ли казахстанцам бояться радиации и где хранят отходы ядерного топлива? На эти и многие другие вопросы в эксклюзивном интервью Sputnik ответил заведующий отделом Института ядерной физики Казахстана Сергей Кислицын
Летом 2021 года президент Казахстана Касым-Жомарт Токаев заявил о том, что стране нужна атомная электростанция. Он поручил в течение года изучить возможность развития в Казахстане безопасной атомной энергетики. Это решение вызвало возмущение среди некоторых казахстанцев.
Корреспонденты Sputnik Казахстан решили развеять опасения: побывали на территории Института ядерной физики, своими глазами увидели, как работает реактор на ядерном топливе, и лично убедились в том, что в профессиональных руках он не представляет никакой опасности.
Попасть в Институт ядерной физики, что находится в Медеуском районе Алматы, оказалось не так просто. Мы написали официальное письмо, которое рассматривали около двух недель. Территория института охраняется военными, на входе стоят турникеты. Система пропуска очень серьезная, поэтому туда не сможет зайти человек с улицы.
Дело в том, что ИЯФ является стратегическим объектом, на территории которого находится порядка 30 зданий, в том числе и рабочий ядерный реактор, где проводят научные исследования.
Мы встретились с заведующим отделом Института ядерной физики, кандидатом физико-математических наук Сергеем Кислицыным.
Сергей Кислицын работает в сфере ядерной физики с 1977 года. Он практически всю жизнь трудился в Институте ядерной физики, лично преподавал и обучал специалистов, которые умеют обращаться с атомными реакторами. Он не понаслышке знает, что такое радиационная безопасность, и уверен, что строительство АЭС необходимо казахстанцам.
- Сейчас многие казахстанцы возмущены планируемой установкой АЭС в Казахстане. Почему это безопасно и как применить мирный атом во благо? Зачем Казахстану нужна АЭС?
- Я считаю, что от АЭС, от атомной энергетики нам никуда не деться. Чем раньше бы их построили, тем было бы лучше. Беларусь, Узбекистан никогда не собирались строить АЭС, тем не менее они побеспокоились за свою энергетическую безопасность. Сейчас – декарбонизация экономики. Хотим мы или нет, отказываться от сжигания угля и газа для получения электроэнергии надо будет уже в недалеком будущем.
Кандидат физико-математических наук, заведующий отделом Института ядерной физики Сергей Кислицын- Почему именно атомная энергетика, а не водородная или солнечная, к примеру?
- Водородная энергетика – это прекрасно, но для того, чтобы получить килограмм водорода, нужно разложить 10 килограммов воды. Хватит ли воды в Казахстане, чтобы перевести все на водород? Я очень сильно сомневаюсь. Это хорошо для тех стран, где есть море, крупные реки и выход к океану. В Казахстане воды не то, чтобы много.
Конечно, часть электроэнергии будет вырабатываться в Казахстане и за счет водородной энергетики. Разложением того же самого природного газа водород и углерод можно добывать, но это большие затраты и сложная работа по связыванию углерода и по недопущению того, чтобы он не выходил в атмосферу.
Ветровая энергия – тоже может быть. Но она не обеспечит потребность всего Казахстана на 100%. Солнечная энергетика: на юге Казахстана – пожалуйста. Север – за счет ветровой энергетики, там хороший ветер, но даже он не даст 100-процентную обеспеченность. А остальное где брать?
А вот атомная энергетика обеспечит все страну электроэнергией. Для нее характерно то, что она дает постоянное количество электроэнергии - независимо ни от чего: погодные условия мало влияют, только если какие-то катаклизмы будут.
Остальные все-таки зависят от погодных условий, местности. А в случае с водородными станциями нужна еще сама электроэнергия, чтобы произвести электролиз воды. Сначала у вас есть электричество, вы разлагаете воду на водород и кислород, потом сжигаете это дело, а потом получается электричество. Сначала его надо где-то взять: за счет ветровых, солнечных источников либо атомных. Атомная здесь незаменима.
В атомной энергетике прежде всего нужно урановое топливо. А вот с этим-то у Казахстана как раз все прекрасно: первое место в мире по добыче. Сам бог велел развивать это дело. Нам не надо ни у кого покупать уран, все можно делать тут: есть хорошая инфраструктура – Ульбинский металлургический завод, рудники, урановые провинции Казахстана.
- Разговоры о строительстве АЭС ведутся уже с 1997 года. Какова вероятность, что в этот раз атомную электростанцию построят?
- Не уверен. Мне кажется, если бы было желание и необходимость, то ее уже бы построили. Казахстан имел достаточно хорошую компетенцию для развития атомной энергетики. Это и БН-350 – реактор на быстрых нейтронах в Актау, Институт ядерной физики и Семипалатинский полигон. Была большая прослойка людей, которые участвовали, работали на атомную энергетику. А сейчас с каждым годом их число все сокращается и сокращается. В 2000 году я был уверен, что построят, тогда был апологет развития атомной энергетики, мне казалось, что будет. Но другой разумной альтернативы я даже не знаю. У нас богатые месторождения газа, нефти, угля, а это на порядок проще, чем атомная энергетика. Но, с другой стороны, в России "Росатом" – один из наиболее передовых флагманов промышленности. Тут может быть то же самое, тот же самый "Казатомпром" может стать локомотивом.
- Строительство АЭС – это вызов, связанный с дефицитом электроэнергии или с изменением климата и сокращением выбросов? Почему Узбекистан решился на это?
- Сейчас там активно развивается промышленность. Для этого необходима электроэнергия. Они считают надежным источником уран, к тому же у них тоже есть запасы, и их хватит.
Что касается Казахстана: к 2030 году прогнозируют дефицит электроэнергии, тем более что тепловые станции на севере Казахстана, которые работают на угле, постепенно выходят из строя. Их ремонтируют, но они построены во времена СССР. АЭС – это уже необходимость в замене электрогенерирующих устройств. Вторая причина – это декарбонизация экономики – если не захочешь делать, то тебя заставят с помощью международных соглашений по климату. Поставят такие налоги на покупку и продажу продуктов, что страна просто не выживет.
ИЯФ является стратегическим объектом, на территории которого находится порядка 30 зданий, в том числе и рабочий ядерный реактор, на котором проводят научные исследования- В случае, если АЭС построят на Балхаше, как повлияет это на водные ресурсы озера? Не потеряют ли казахстанцы Балхаш?
- Я не думаю, что казахстанцы потеряют Балхаш. Я был на многих российских АЭС. Все они стоят на каких-то водоемах. К примеру, реактор на быстрых нейтронах под Свердловском: озеро там выступает испарителем. Радиоактивного загрязнения нет, но единственное, что изменилось, озеро стало незамерзающим. Там 40-градусная зима, но пол-озера всегда свободно ото льда. Реактор работает круглый год. Теплообмен сбрасывают в озеро. Люди там купаются, и мы купались, все нормально. А оно намного меньше Балхаша. Как это скажется на рыбных, я не знаю.
- Какова вероятность аварии на АЭС?
- У казахстанцев есть радиофобия, сильно раздутая за счет Семипалатинского полигона. Это действительно было и есть. Есть такая вещь, что такие открытые эксперименты над людьми проводились в Японии на Хиросиме и Нагасаки, где под действие радиационного излучения попали сотни тысяч людей. Сейчас в Японии это две провинции, где самый здоровый народ. Есть две версии. Первая, что слабые организмы исчезли, вторая – в этих районах было очень хорошее медицинское обеспечение.
Безусловно, давно известно, что атомная энергия - опасная вещь. Если брать опыт Чернобыля – защиту от дурака можно сделать, от умного – гораздо труднее. Но сейчас все настолько продвинулось, что на новых российских АЭС установлены пассивные системы защиты, которые не требуют вмешательства человека. Все идет к тому, чтобы сделать автоматические системы защиты от аварий и выбросов, чтобы человек вообще в этом не участвовал. Где требуется вмешательство человека, там может сыграть роль человеческий фактор. У транспорта и самолетов тоже есть некая степень риска. Но я считаю, что в случае с АЭС степень риска не такая большая, как говорят.
Приведу пример. В США после чернобыльской аварии было приостановлено строительство атомных станций. В одном из самых развитых штатов – Калифорнии – начал проявляться дефицит электроэнергии, но атомную энергетику не хотели развивать. Провели референдум среди народа этого штата, спросили: "Что вы хотите – веерное отключение электроэнергии или строительство АЭС?". Как вы думаете, что выбрали люди? Я уверен, что если сделать такое же в Казахстане, то результат будет тем же самым. Я за то, чтобы каждый этап строительства жестко контролировался и проверялся. Я думаю, что можно избежать многих ошибок, если все сделать разумно.
Емкость с ядерным топливом- Ведется ли в вашем учреждении подготовка таких специалистов и смогут ли они курировать работу АЭС, если она будет построена?
- Для работы на АЭС нужны самые разные специалисты, есть, конечно, свои особенности, своя специфика, но там нужны электрики, механики, дозиметристы – целый набор специальностей. Объект радиационно опасный, поэтому должны быть специалисты по радиоэкологии, радиационному воздействию на людей.
Они смогут не только курировать, но и управлять самой АЭС, работать на ней. Курировать – это уже вопрос следующий. Подготовка специалистов для АЭС – это не такой простой вопрос, когда достаточно окончить университет или другое учебное заведение. Здесь так не получится.
В Казахстане есть все возможности, но первичного образования у нас нет. В Алматы в энергетическом институте одно время была специальность "Атомные реакторы". Но потом, видимо, за ненадобностью, ее исключили.
В России есть специализированные вузы, которые готовят так называемые заготовки для специалистов. Прежде всего, это Московский инженерно-физический институт (МИФИ). Он известен на весь мир и является одним из немногих вузов, которые готовят специалистов для АЭС.
В Казахстане на данный момент таких вузов нет, но всю жизнь было так, что для нашей страны специалистов готовил МИФИ, Томский политехнический институт. Там есть соответствующие кафедры, которые готовят инженеров специально для работы на ядерно-энергетических станциях. К примеру, "Казатомпром" платит МИФИ, и около 100 человек из Казахстана учатся в Москве.
Физиков-ядерщиков готовят в Казахском национальном университете имени аль-Фараби, Евразийском национальном университете имени Гумилева и Восточно-Казахстанском техническом университете имени Серикбаева. Оттуда к нам приезжают работать студенты. В Усть-Каменогорске два университета и достаточно хорошее преподавание.
У меня в лаборатории в отделе около 30-40% выпускников из Восточно-Казахстанской области. С алматинцами гораздо хуже – они приходят сюда, года 2-3 работают, чему-то научатся, а потом говорят: "Гуд бай, я пошел искать высокую зарплату". Все-таки мы госпредприятие, и тут фиксированный оклад.
Усть-каменогорцы приезжают сюда и остаются, тут у них нет родственников, а алматинцам родственники и друзья обычно находят более теплое местечко. Тем более наш институт находится за городом, и хочешь не хочешь, час-полтора нужно терять утром на дорогу и столько же вечером.
Раньше, в советские времена, одним из привлекательных моментов было то, что тут было проще получить госжилье – строились дома. Сейчас и этого нет. Если бы давали жилье, то у нас было бы очень неплохо.
У нас есть и несколько болашаковцев, но они отрабатывают три года, потом либо задерживаются, либо уходят. У нас другая беда – наши толковые ребята уезжают. Получается, что мы готовим кадры для Америки, Европы, России. То есть в случае, если у нас построят АЭС, уровень наших специалистов позволит управлять и обслуживать ее.
После того, как человек окончит вуз, ему необходимо пройти практику. В Казахстане это можно легко организовать. К примеру, есть наш институт, где есть исследовательский реактор. Здесь есть почти все то же, что и на атомном энергетическом, кроме одного блока, который производит электричество – парогенератор. Здесь можно сделать, и много уже делается для того, чтобы готовить таких специалистов, которые дальше смогут управлять реактором, знают, что делать и в каких ситуациях.
Молодой специалист приходит к нам и начинает работать на нашем реакторе. До тех пор, пока он станет управленцем, начальником смены, который может управлять реактором, проходит лет 8-12. Это не так просто - он должен пройти все ступени, знать механику, знать электрическую часть: всю подноготную этого дела. Начальник смены – это уже специалист очень высокой квалификации.
Я был заграничным преподавателем в МИФИ. Несколько лет назад это учебное заведение решило организовать филиал в Алматы на базе нашего института с тем, чтобы готовить здесь специалистов для Центральной Азии. Это у нас просуществовало около четырех лет. Было несколько преподавателей из Казахстана. Часть из них работает на Семипалатинском полигоне, в институте атомной энергии. Двое человек были из ИЯФа, в том числе и я.
В прошлом году это закончилось, потому что Казахстан с 1997 года собирался строить АЭС, он был первой республикой в этом регионе, которая собиралась развивать атомную энергетику, но так и не собралась, опередил Узбекистан. Поэтому филиал МИФИ перебазировался туда. Когда мы спросили: "А как же мы"? Они ответили: "На ваш регион два таких института не нужно. Будет у вас одна станция через 5-10 лет, еще одна в Узбекистане, зачем вам готовить каждый год по 30-50 человек"?
Пока я был преподавателем в МИФИ, мы организовывали производственную практику в Институте ядерной физики (ИЯФ). К нам направляли казахстанских студентов из Москвы – это было выгодно и самим практикантам: они жили здесь у родителей, делали дипломные или курсовые работы и получали московский диплом. То есть учились и там, и тут.
Зал, где находится ядерный реактор и сотрудник ИЯФ- Какие специалисты работают в ИЯФ сейчас?
Тут работают самые разные специалисты. Есть отдел радиационной безопасности, который осуществляет надзор и соблюдение правил радиационной безопасности, чтобы человек не влез куда-то, не получил дозу облучения. Специалисты по физике твердого тела – специалисты по металлу. Ядерщики – те, которые имеют дело с ядерным топливом.
Есть отдел неразрушающих методов контроля. Те материалы, из которых сделан реактор, со временем могут приходить в негодность. Поэтому нужны люди, которые будут заниматься исследованиями и прогнозами.
К примеру, специалисты провели исследование и выяснили, что наш реактор может работать без аварий в течение нескольких лет. По правилам МАГАТЭ раз в два года делается обследование реактора, я в этом постоянно участвую. Есть специальный отдел, который этим занимается. Мы погружаем туда камеры, которые позволяют видеть то, что творится в самом баке реактора, смотрим металл на наличие трещин и так далее. Усталость металла проверяется с помощью ультразвука, магнитного способа, радиографии, гамма- и нейтронной радиографии. После этого даем заключение, что в течение двух лет реактор можно эксплуатировать.
Раз в 12 лет делается полное обследование - реактор отключается от всего и проверяется. Затем выдается заключение на продление срока службы. Наш реактор не отработал проектный срок службы, но тем не менее такое заключение было сделано. Показали, что металл еще вполне хороший.
Мы заменили систему контроля за работой реактора – поставили новое современное электронное оборудование и продлили срок его службы. Так можно делать несколько раз.
Также есть отдел энергетики. Наш реактор – водо-водяной. У него охлаждение той зоны, где происходит сама ядерная реакция, осуществляется водой. Нужны соответствующие специалисты. Где есть атомная станция, стоят большие баки для охлаждения той воды, которая охлаждает реактор. У нас все это есть, только значительно меньших размеров.
Водо-водянной реактор, который находится в Институте ядерной физики в Алматы- Можете еще раз "на пальцах" объяснить, как работает ядерный реактор и как там получается энергия?
- Наш реактор в ИЯФ – водо-водяной реактор бассейнового типа. Вокруг него биологическая защита из тяжелого бетона, он хорошо защищен, поэтому в зале с реактором можно спокойно находиться.
Топливная сборка сделана из алюминиевого сплава, а сам алюминий с ураном находится в колбочках, между ними протекает жидкость и охлаждает топливо. Топливо вставляют в активную зону, и там осуществляется вся ядерная реакция. Сборка греется, потом охлаждается водой. Она потом используется на энергетических станциях и крутит турбину. Пока топливо не загружено, его трогают руками, и ничего страшного тут нет. Оно становится опасным после отработки.
Управление реактором происходит дистанционно, есть пульт управления реактором. Всего на реакторе два пульта – непосредственно управление самим реактором и пульт службы радиационной безопасности. Контроль за радиационной безопасностью и выбросами ведется очень строгий: устанавливаются соответствующие допустимые пороги радиации, работы ведутся только согласно гигиеническим нормативам. На реакторе установлены определенные уровни, при превышении которых срабатывает сигнал-код.
Служба радиационной безопасности обеспечивает, чтобы не было выбросов, радиоактивного загрязнения.
Наш реактор – первый в Казахстане и, наверное, во всем мире, перешедший с высокообогащенного топлива на низкообогащенное. Сейчас мы работаем на 19,7% по содержанию урана-235. Раньше было 36,6%.
Любой реактор работает на уране, но в качестве замедлителя и теплоносителя используются разные вещи. В качестве теплоносителя может использоваться вода, жидкий натрий, свинцовая, висмутовая смесь. В качестве замедлителя может использоваться тяжелая вода.
Нагревается вода до кипения, потом этот пар крутит турбину, которая производит электричество. Никакой разницы нет, чем греть эту воду – дровами или ураном на атомном реакторе. Самое главное – ураном получается чище и дешевле.
Горячие камеры, где исследуют радиоактивные материалы- Как утилизируют радиоактивные отходы?
- Отработанный материал, который соприкасался с радиоактивными материалами, нужно поместить в специальное хранилище и захоронить. Есть и такая инфраструктура – пункт захоронения радиоактивных отходов. Новое хранилище, которое мы построили, предназначено для хранения долгоживущих источников, которые будут помещены в специальные контейнеры и под контролем за радиационной обстановкой. Это навсегда остается в земле. Сама конструкция обеспечивает полную безопасность, чтобы не попали жидкости вовнутрь или изнутри.
- Расскажите, пожалуйста, какие еще разработки и исследования ведутся в ИЯФ сегодня?
- В ИЯФ ведутся работы по безопасности ядерной энергетики. Это означает, что нужно работать так, чтобы не было ядерного взрыва, не образовалась критическая масса, не было загрязнения атмосферы. Также проводятся серьезные материаловедческие работы. Для ядерной и термоядерной энергетики один из самых главных вопросов, связанных с экономичностью, сроком службы и безопасностью, – материалы. Находясь под действием излучения, они деградируют. И наша задача – сделать такие материалы или так их модифицировать, чтобы они как можно меньше теряли свои свойства под действием радиации – прочность, пластичность, прозрачность, электрические свойства и так далее. Изначально это было одной из основных задач ИЯФ. Материалы очень разнятся для разных типов реакторов.
Также мы производим радиоизотопы для медицины. Ранняя диагностика раковых заболеваний, многие болезни внутренних органов лечатся с помощью радиоактивных изотопов. Лекарства делают в нашем институте, и они используются в различных онкоцентрах (4-5 медучреждений). Такие препараты – короткоживущие, до суток. Поэтому все нужно делать быстро. В медучреждениях готовят пациентов заранее. Их с удовольствием купили бы в Европе, Японии, Китае, но для этого нужно хорошее сообщение и специальная лицензия на перевозку радиоактивных веществ.