В середине сентября в Вене прошла конференция МАГАТЭ, на которой гендиректор «Росатома» Алексей Лихачев назвал одной из главных задач XXI века замыкание ядерного топливного цикла. В этом проекте участвуют уральские ученые. О том, как создание новых технологий переработки ядерных отходов изменит жизнь человечества и что можно возразить «атомным скептикам», «ФедералПресс» рассказал доктор химических наук, научный руководитель Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН Юрий Зайков.
Юрий Павлович, каким проектом в сфере ядерной энергетики вы сейчас занимаетесь и насколько ваши открытия близки к внедрению в практику?
— Мы участвуем в очень амбициозном проекте. Это проект «Прорыв», который на сегодняшний день является основным для «Росатома». Его суть – создание замкнутого ядерного топливного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах. Наш институт создает технологию пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), то есть фактически замыкания того самого цикла. Мы получаем отработавшие тепловыделяющие элементы, проводим кондиционирование, фракционирование и делящиеся материалы передаем на рефабрикацию, то есть на изготовление нового топлива.
Можно с уверенностью сказать, что этот проект – это проект века, это будущее всего человечества. Во-первых, будет решен вопрос с топливом. Сегодня используется только 0,6 % добываемого урана, то есть уран-235. А здесь мы сможем использовать основной изотоп – уран-238. И просчитано, что тем самым мы на десятки тысяч лет решим проблему с энергетикой. Во-вторых, это будет экологически чистая энергетика, даже чище, чем солнечная или ветряная. В-третьих, одно из положений проекта – это радиационная эквивалентность. То есть сколько радиоактивных веществ мы достали из Земли, столько же должны вернуть обратно, чтобы отходы не накапливались.
Поэтому не зря ставится задача, что к 2045 году доля атомной энергии в общей генерации должна вырасти с 15 до 25% – и это при условии вывода мощностей из эксплуатации.
- Когда мы увидим эффект?
— Схема, которая сегодня принята для переработки ОЯТ, и ее научные основы разработаны в нашем институте. У нас есть лицензия на работу с ураном, и мы проводим исследования на так называемом модельном ядерном топливе. Разработки мы переносим на предприятия ГК «Росатом», в частности в опытно-демонстрационный энергетический комплекс в городе Северске Томской области. Там будет строиться модуль переработки, где отведут место и нашей пирохимической технологии. Наши ребята работают в Северске – пока не с самим ОЯТ, но уже с уран-плутониевым продуктом. А на следующий год планируется работа с топливом, содержащим минорные актиниды, в частности, америций.
Я уверен, что к 2035 году или даже раньше будут запущены, по крайней мере, опытно-промышленные аппараты. Это будет первая в мире технология переработки столь активного топлива, и она будет соответствовать всем сегодняшним требованиям. Я имею в виду, в частности, роботизацию процесса и безопасность обслуживания.
- Вообще говоря, все эти идеи обсуждались в мире уже полвека. Почему именно в России дошло до создания работающих технологий?
— Да, все атомные державы работали над этим, потому что это энергетика будущего. Проекты были и в США, и во Франции. Французы остановились, потому что началось колебание мощностей, которым они не смогли управлять. Американцы еще раньше сошли с дистанции, решили, что будут захоранивать отходы. И только в России продолжали работать над этими проблемами, и на сегодняшний день только Россия обладает действующими реакторами на быстрых нейтронах. Это БН-600 и БН-800 на Белоярской АЭС. Сейчас там строится БН-1200. В Северске закладывается реактор БРЕСТ, в котором будет использован свинцовый теплоноситель. То есть только России удалось «оседлать» эту технологию.
Почему? Есть соответствующие компетенции, есть хорошие ученые. Есть понятие научной школы. Тот же «Росатом» думает на несколько лет вперед. Расширение атомной энергетики – это не просто больше реакторов поставить. Атомщики говорят: нужно вначале подготовить кадры, потому что на этих реакторах должны работать высококвалифицированные специалисты.
- Атомные скептики говорят, что печально известный комбинат «Маяк» был построен для извлечения только одного изотопа, и сейчас придется строить сопоставимое предприятие.
— Безусловно. Но не надо путать то время и сегодняшнее. Тогда работы были направлены на обеспечение ядерного щита, проще говоря – на создание атомной бомбы. И для этого нужен был плутоний. А сегодня мы говорим о других вещах, говорим об атомной энергетике, которая толерантна к человеку.
В рамках проекта «Прорыв» создается новый быстрый реактор со свинцовым теплоносителем, который даже в случае непредвиденных ситуаций не будет опасен для человека и окружающей среды. Там будут использоваться инновационные подходы, смешанное нитридное уран-плутониевое топливо (СНУП), у которого высокие температуры плавления, а также свинцовый теплоноситель. Если даже что-то случилось, свинец вытечет в специальный, будем говорить, поддон – и мы в безопасности. Если бы на «Фукусиме» был свинцовый теплоноситель, там не было бы таких проблем.
- Ваша технология сможет применяться на тех реакторах, которые есть сейчас, или придется строить новые?
— Она может применяться для отработавшего топлива действующих реакторов – как водо-водяных (ВВЭР), так и на быстрых нейтронах.
- Но атомных скептиков это пугает: они говорят, что реактор строился не для этого, что проектная документация не предполагала «повторного» использования топлива.
— Это от незнания и недопонимания тех вопросов, которые сегодня решаются. Может быть, атомная энергетика – одна из самых надежных на сегодняшний день энергетических систем.
- Когда планировался эксперимент на БАЭС с минорными актинидами, скептики говорили: это как в двигатель машины сунуть железку и смотреть, как она будет работать.
— Нет, это совершенно другое. Если сравнивать с автомобилем, то мы же в масла или топливо можем добавить разные присадки, которые улучшают их свойства. Я не говорю, что америций улучшит свойства топлива, но мешать он точно не будет. На это имеются полные основания в виде физических расчетов, а физика у нас на высоком уровне. Это не моя тема, но этим занимаются в Высокотехнологическом научно-исследовательском институте неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара.
- А на это нам говорят, что заказчик всех исследований – «Росатом». То есть кто платит, тот и заказывает музыку?
— К примеру, наш институт не входит в периметр «Росатома», зачем нам что-то скрывать? На самом деле, когда мы начинали работать с атомщиками, меня, наоборот, возмущало количество согласований и проверок. Казалось, что они тянут время. Но по-другому нельзя, здесь ошибка может привести к очень серьезным последствиям, поэтому все нужно проверить и перепроверить.
- Как обстоят дела с международным сотрудничеством, сказываются ли на вас санкции?
— Да, сказываются. У нас связи были очень обширные, на конференции приезжали представители Италии, Израиля, Греции, Белоруссии, Казахстана, даже Англии. На сегодняшний день в основном осталось взаимодействие с ближним зарубежьем, но и со многими западными учеными мы до сих пор общаемся. В сентябре у нас был профессор Панайотис Циакарас из Университета Фессалии, который расположен в греческом городе Волос. Еще десять лет назад мы выиграли мегагрант, и он в течение пяти лет был у нас приглашенным профессором. И вот эти хорошие отношения сохранились, хотя, конечно, это не те связи, что были до определенного времени. Но, думаю, все со временем восстановится.
Сейчас мы пробуем налаживать взаимодействие с Индией, хорошие контакты уже есть с Китаем. У нас работает молодежная лаборатория, в которой ведущим зарубежным ученым является доктор Ялан Лью, сотрудник лаборатории химии в ядерной энергетике Института физики высоких энергий Академии наук КНР.
- Есть ли сложности с поставками оборудования?
— Сложности есть, я не скрываю. У нас стоит очень хорошее западное оборудование, но мы стали переходить на китайское, почти все наши приборы дублируем. Мое отношение к китайской технике стало меняться в лучшую сторону, в Китае научились делать качественные приборы. Появились и отечественные приборы, да и мы сами занимаемся реинжинирингом.
- Чувствуете ли вы кадровую проблему?
— У нас хорошие сотрудники, классные ребята. Можно просто работать от звонка до звонка, а можно так, чтобы результат заинтересовывал людей, которые увлечены этой работой. Бывает, что и круглосуточно сидят, если идут опыты. Приятно же, когда ты участвуешь в большом проекте, в решении серьезных задач.
Конечно, они и зарабатывают хорошо. У нас очень большие контракты – я только об одном рассказал, но у нас проблема уже не с заказами, а с тем, как от них отказаться. У нас хорошее оборудование и отличные специалисты, поэтому постоянно приходят заказы от серьезных организаций. Это и металлургические компании, и заводы, и «Газпром». Сейчас и медицина заинтересована в наших исследованиях: например, мы можем получать из воздуха чистейший кислород. Поэтому, когда говорят о проблемах с наукой, на самом деле проблемы с головой. Если мыслить широко, то можно всего достичь.
- И последний вопрос. 10 октября научная общественность будет отмечать ваше 75-летие. Как вы сами оказались в науке?
— Вообще в детстве я хотел стать художником, думал поступать в архитектурный. А потом в седьмом классе у нас появился молодой учитель-физик. К тому же в 1960–1970-х начиналось развитие атомной энергетики, а новое всегда привлекает. Куда идти? Конечно, на физтех.
Казалось, что я, как все студенты, написал, вышел и забыл, но фактически все спецкурсы, которые нам читали, оказались мне нужны. И те знания, которые я получил во время учебы, сегодня я реализую в рамках технологий, разрабатываемых в ИВТЭ УрО РАН.