Военное ведомство США в последние годы активно изучает возможные аспекты применения атомной энергетики - в том числе, использование мобильных реакторов малой мощности. Планы военных встречают не только одобрение, но и критику. Недавно был издан доклад на эту тему за авторством Алана Купермана (Техасский университет).
Некоторые из этих аргументов носят разумный характер, некоторые же политизированно наивны. Предоставим читателям самостоятельно сделать о них выводы.
Одно из возможных применений мобильных реакторов - использование их в качестве энергоисточника на базах передового развёртывания (FOB).
Американские военные полагают, что переход на атом позволит существенно снизить количество грузовых конвоев и сократить сопряжённые с ними человеческие и материальные потери.
В свою очередь, автор отчёта считает невозможным обеспечить на базах FOB физическую безопасность реакторных установок.
В качестве примера он анализирует результаты иранского ракетного обстрела военной базы США в Ираке. Точность попаданий ракет, запущенных с дистанции порядка 500 км, оказалась значительно выше значений, которыми оперируют американские военные в своих обоснованиях физической безопасности мобильных реакторов.
Если бы на такой базе был развёрнут мобильный реактор, то управляемые ракеты противника могли бы нацеливаться на его известное местоположение, на сигнатуру его тепловыделения, на места подключения к локальной сети и так далее, пишет автор отчёта. Причём уязвимости мобильных реакторов будут только увеличиваться по мере того, как ракетные технологии противников будут становиться всё более точными.
"1 января 2021 года конгресс отразил эти опасения в принятом ежегодном законопроекте об обороне, потребовав от Пентагона предоставить "оценку требований физической безопасности для использования таких реакторов на... зарубежных площадках... включая предварительный анализ проектных угроз".
Военные США признают (и отражают это в своих отчётах), что мобильные реакторы не могут быть рассчитаны на выживание "при прямом кинетическом ударе", но при этом считают, что специальные меры по физической защите реакторов сумеют "предотвратить прямое воздействие", тем самым не допустив значительного радиоактивного выброса.
В ответ Куперман ссылается на мнение доктора Эдвина Лаймана. Меры по защите реактора от ракетного обстрела могут "подорвать его внутренне присущую безопасность", так как любые дополнительные защитные сооружения могут нарушить процесс отвода тепла от реактора окружающим воздухом.
Более того, это открывает путь для потенциальных диверсий, когда под предлогом необходимости защиты мобильного реактора от ожидаемого ракетного удара проникшие на базу диверсанты или изменники из числа персонала базы могут намеренно нарушить воздушное охлаждение, что в конечном итоге приведёт к перегреву активной зоны (авария фукусимского типа).
Военные твёрдо настаивают на применении в мобильных реакторах топлива TRISO, отличающегося повышенной способностью удерживать радиоактивные вещества. Однако возможности TRISO не безграничны, в экспериментах в Окриджской нацлаборатории было показано, что при температурах свыше 1500°C у данного топлива наблюдаются отказы с выходом наружу цезия-137.
Микрореакторы с TRISO-топливом рассчитаны на температуры топлива не более 1400°C даже в условиях аварий с потерей теплоносителя (LOCA), но при этом предполагается "прямой теплоперенос в окружающую среду". Соответственно, нарушение такого процесса неминуемо приведёт к аварии, уверен автор отчёта.
Конечно, потенциальный выброс при аварии мобильного реактора малой мощности будет значительно (на порядки!) ниже потенциальных выбросов при авариях на больших энергетических реакторах.
Но дело в том, обращает внимание Куперман, что военные настаивают на практически полном исключении рисков выброса и под этим флагом полагают чрезмерной создание зоны проектных аварий (EPZ). Точнее, они согласны с тем, что такая зона должна существовать, но считают достаточным сократить её "до сотен футов".
В ответ Куперман цитирует мнение Джея Тилдена, высокопоставленного чиновника министерства энергетики США, занимавшегося проблематикой терроризма и распространения, высказанное в качестве комментария к предложениям о сокращении размеров EPZ: "В истории реакторные аварии являлись результатом или были утяжелены за счёт непредвиденных рисков или опасностей и/или неспособностью отреагировать на них соответственно".
Интересно отметить в этой связи, что слова Тилдена, сказанные 22 июля 2020 года, уже на следующий день были фактически дезавуированы министерством энергетики США, назвавшим их частным мнением, "не представляющим позиции министерства".
Помимо возможных угроз автор отчёта критические разобрал некоторые из аргументов министерства обороны США, обосновывающих потребности в мобильных реакторах.
Как уже сказано, один из главных аргументов - возможность сокращения числа грузовых конвоев, доставляющих топливо на базы передового развёртывания, что в свою очередь снизит человеческие потери.
Нужно признать, что по данному вопросу аргументация и сторонников, и противников военных мобильных реакторов имеет слабые места.
Так, военное ведомство приводит цифры потерь военнослужащих в Ираке и Афганистане, из которых следует, что на сопровождение грузовых конвоев пришлось более половины убитых и раненых солдат и офицеров. В ответ Куперман обращает внимание, что военные оперируют при этом данными за первое десятилетие XXI века, а с тех пор ситуация претерпела изменения к лучшему.
Если в 2005 году в Ираке и Афганистане на каждый доставленный миллион галлонов топлива приходилось 4,72 погибших военнослужащих, то в 2019 году данный показатель снизился до 0,15, пишет Куперман.
Это было достигнуто за счёт улучшения логистики, укрепления отношений с Пакистаном, применения в ряде случаев переброски топлива по воздуху и передачи значительного объёма перевозок "неамериканскому персоналу" (!!), пишет Куперман. Оценить его аргументацию предлагаем читателям самостоятельно.
Другой аргумент американских военных в пользу мобильных реакторов, подвергшийся разбору со стороны Алана Купермана - применение их в качестве источников энергии для высокоэнергетического оружия нового поколения, в частности, оружейных систем, использующих лазеры, и электромагнитного оружия.
Лазерные системы, считают американские военные, будут играть важную роль в обеспечении противоздушной обороны баз FOB. Споры вызывает определение энергетических потребностей таких систем - если в военных отчётах его сравнивают с мощностями мобильных реакторов, то Куперман, анализируя имеющиеся образцы, полагает достаточным наличие дизель-генераторов и запасных аккумуляторов.
Более подробно с выкладками Купермана можно ознакомиться впервоисточнике, здесь приведём без комментариев полученный им вывод. Высокоэнергетическому лазерному оружию на 100 кВт потребуется выстрелить свыше 20 миллионов раз, чтобы стоимость затраченного на его обслуживание дизтоплива сравнялась со стоимостью мобильного реактора.
В то же время Куперман достаточно уклончиво говорит о перспективах развёртывания лазерных систем большей мощности, чем 100 кВт.
По электромагнитному оружию известно меньше конкретных деталей, чем по лазерным системам, однако и в этом случае Куперман не видит большого экономического выигрыша от перехода на энергоснабжение от мобильных реакторов.
Также Куперман занимается оценкой возможного количества FOB, на которых было бы разумно применять мобильные реакторы (5 МВт(э), до 5 тысяч человек).
В период американской оккупации Ирака при одновременном военном присутствии США в Афганистане таких баз, по мнению Купермана, могло быть порядка десятка. А вот на сегодняшний день, считает он, подходящих для размещения мобильных реакторов просто нет.
Если же развёртывание крупных FOB потребуется в будущем, то Куперман уповает на такие меры, как энергосбережение, использование ВИЭ или подключение FOB к национальным энергосетям стран присутствия (без комментариев).
Отдельно следует упомянуть вопрос о стоимости электроэнергии от мобильных реакторов. Автор отчёта прав в том, что в выкладках военного ведомства США приводятся слишком оптимистичные значения - 7-8 центов за киловатт-час.
Проекты гражданских микрореакторов столь низкими ценами похвастаться не могут. Так, институт NEI в обзоре от апреля 2019 года прогнозировал, что стоимость overnight гражданского микрореактора мощностью 5 МВт(э) составит 75 миллионов долларов, а цена его электроэнергии - 41 цент за кВт×ч для головного аппарата и 33 цента за кВт×ч для серийного.
Поэтому действительно непонятно, на чём основываются предположения по цене, которые делаются в военном ведомстве.
Наконец, есть вопросы, касающиеся разного рода регулирования. Так, в период с 2024 по 2027 годы министерство обороны США планирует провести демонстрацию развёртывания мобильного реактора, что, скорее всего, предусматривает доставку реактора на Аляску или в иной удалённый регион страны с последующим подключением к местной сети.
В связи с этим Куперман напоминает о политических сложностях авиаперевозок ядерного топлива в США.
В 1975 году в стране была принята поправка "Scheuer Amendment", которая подобные перевозки запрещала до появления транспортных контейнеров, способных пережить авиакатастрофу.
В 1978 году комиссия по ядерному регулированию (NRC) сертифицировала небольшой контейнер на 2 кг плутония (а в 1981 году - ещё меньший, на 40 г плутония). С тех пор в США не было авиаперевозок гражданского плутония в существенных количествах, утверждает Куперман.
В 1987 году был запланирован авиарейс по перевозке плутония из Европы в Японию с промежуточной посадкой на Аляске или в штате Вашингтон для дозаправки. Это вызвало ожесточенные споры в обществе и среди политиков, результатом которых стало принятие в том же году поправки "Murkowski Amendment", запрещающей подобные полёты над территорией США до разработки процедуры сертификации, учитывающей авиакатастрофы.
Подобная процедура так и не была разработана, отмечает Куперман, поэтому плутоний (точнее - MOX-топливо) из Европы в Японию доставляют морем.
Куперман ожидает, что уже на стадии демонстрации развёртывания мобильных реакторов в границах США военные столкнутся с сложностями при лицензировании. Дополнительные трудности подобного рода возникнут при развёртывании мобильных реакторов за пределами США, так как большинство стран относятся к авиатранзиту ядерного топлива чрезвычайно осторожно.
