Современная ядерная энергетика является продуктом конверсии оборонных проектов»

Материал подготовлен на базе радиопередачи «ПостНаука» на радио Гласит Москва. Ведущий — главный редактор проекта «ПостНаука» Ивар Максутов, гость эфира — доктор технических наук, член Интернациональной ядерной академии, директор Интернационального центра ядерного образования МИФИ, директор Русской ассоциации ядерной науки и образования Виктор Мурогов.

— Давайте начнем с истории атомной энергетики. Сейчас ни у кого не вызывает удивление, что мы используем энергию распада атома в мирных целях, в так именуемом мирном атоме, но когда-то только думало, что такое может быть, что можно эту энергию использовать. Как это виделось в прошедшем? Когда вообщем появляется такая мысль?

— Если гласить о прошедшем, то было все по-разному. Если возьмем самое начало прошедшего века, то были провидцы, как наш русский академик Владимир Иванович Вернадский, который уже в Одна тыща девятьсот 10 году на заседании Академии выступил с докладом об открытии новых ядерных сил, которые в миллионы раз более массивные, чем молекулярные силы, и о том, что наступает золотой век населения земли. Правда, связывал он это с радиоактивным распадом радия, так как ни нейтрон, ни деление атома не были известны. Но уже интуитивно он предугадал это. В Одна тыща девятьсот 20 два году, когда он создавал Радиевый институт в Санкт-Петербурге, он гласил уже об атомной энергетике, о будущем золотом веке населения земли, когда энергии будет в излишке, заморочек с продуктами, здоровьем, медициной не будет. В общем, коммунизм.

Манхэттенский проект (англ. Manhattan Project) — кодовое заглавие программки США по разработке ядерного орудия, воплощение которой началось Семнадцать сентября Одна тыща девятьсот 40 три года. Перед этим исследования велись в Урановом комитете (S-1 Uranium Committee, с Одна тыща девятьсот 30 девять года). В проекте учавствовали ученые из Соединенных Штатов Америки, Англии, Германии и Канады, такие как Ферми, Сциллард, Теллер и др.

«Мир рвался в опытах Кюри

Атомной, лопнувшею бомбой

На электрические струи

Невоплощенной гекатомбой».

Это был Одна тыща девятьсот 20 один год. Другими словами он лицезрел другую сторону задачи, когда население земли получит в руки новейшую, неслыханную по мощности, глобальную технологию и возникнет вопрос, соответствует ли она моральным устоям населения земли. Но как я произнес, это все было до открытия в Одна тыща девятьсот 30 два году нейтрона будущим Нобелевским лауреатом Джеймсом Чедвиком. Нейтрон, не имея заряда, может просачиваться и вызывать деление томных ядер, таких как уран. После того как в Одна тыща девятьсот 30 восемь году было экспериментально открыто деление урана (это сделали будущие Нобелевские лауреаты Отто Ган, отпрыск нашего эмигранта, и Лиза Мейтнер), началось бурное развитие новейшей науки — физики деления ядер, нейтронной физики, и уже появились 1-ые проекты использования этого эффекта деления (пока только бумажные).

Уже в Одна тыща девятьсот 30 девять году ученые-эмигранты, которые были в Соединенных Штатах, обратились к президенту Рузвельту, используя авторитет Альберта Эйнштейна, с сообщением, что открыты новые ядерные силы и что эти силы могут иметь как мирное, так и военное применение. Что нацисты ведут в Германии уже практические работы, фуррор которых может сделать опасность США (а нацисты вправду вели работы очень бурно). И если б не деяния союзников, которые убили фабрики по тяжеленной воде в Норвегии, нацисты могли бы сделать ядерную бомбу кое-где к Одна тыща девятьсот 40 четыре году. Вот поэтому ученые-эмигранты обратились к Рузвельту с предложением срочно начать атомный проект, Манхэттенский проект. Это был Одна тыща девятьсот 40 два год.

Как вы помните, у нас в это время шла Сталинградская битва, мы были втянуты в войну за выживание страны. Хотя наши ученые, такие как Флеров, писали в письмах с фронта правительству: «Последний раз пишу о необходимости срочно начинать эти работы». Шли донесения разведки. Были получены некие данные от пленных офицеров. В конечном итоге было принято решение об организации Лаборатории №2 (ЛИПАН — Лаборатория измерительных устройств АН СССР) — на данный момент это Курчатовский институт. Стали собирать ученых, в том числе из Ленинградского Физтеха, стали отзывать ученых с фронта для этих работ. Занимались этим и министр образования Кафтанов, и заместитель председателя Совета министров Первухин, и Молотов. Но это еще не было основным, важным ценностью для страны.

— Какие у нас сейчас есть главные задачи с развитием?

В это время другой представитель РФ, гуманитарий, поэт науки Андрей Белоснежный предугадал:

Чтоб сделать атомную бомбу (в принципе нужно гласить о ядерной бомбе, ядерном оружии, атомном реакторе и ядерной станции Nuclear Power Plant (NPP) — на языке оригинала), нужно иметь либо плутоний — искусственный продукт, который выходит из урана-238, — либо высокообогащенный уран-235. Два пути. Реакторов не было. 1-ый в мире уран — графитовый реактор на природном уране — был пущен в декабре Одна тыща девятьсот 40 два года под управлением Энрико Ферми. Это был макет будущих реакторов — наработчиков плутония. Без таких реакторов получить значимые количества плутония было нереально. Другими словами плутония еще не было.

США пустили 1-ый реактор ядерный в декабре Одна тыща девятьсот 40 два года, а подорвали первую бомбу в Одна тыща девятьсот 40 5 году. Лаборатория №2 (Институт Курчатова) — пуск реактора в декабре Одна тыща девятьсот 40 6 года, а взрыв бомбы в Одна тыща девятьсот 40 девять году в Семипалатинске. Другими словами СССР совладал за Четыре года заместо предсказуемых янки 15.

Проект южноамериканский шел стремительно, сразу появились ядерные реакторы (в Одна тыща девятьсот 40 четыре году — 1-ый реактор на тяжеленной воде), обогатительные фабрики и предприятия по переработке облученного горючего и др. — создавалась новенькая ядерная ветвь. Великобритания, Франция и Канада участвовали в этом проекте. Русский Альянс был изолирован, хотя, благодаря разведке, управление русского атомного проекта имело информацию о ходе реализации Манхэттенского проекта. Но в июле Одна тыща девятьсот 40 5 года америкосы подорвали первую бомбу. Более того, в августе 1945-го США скинули бомбу на Хиросиму, Нагасаки и, как они молвят, «обеспечили капитуляцию Стране восходящего солнца и сберегли своим южноамериканским матерям миллион человечьих жизней их отпрыской, но убили Двести 40 тыщ японских граждан». Это две стороны одной правды.

И после чего в Русском Союзе неувязка сотворения ядерного орудия была поставлена на практическую ногу. В сентябре Одна тыща девятьсот 40 5 года было сотворено 1-ое главное управление (ПГУ-1), во главе которого поставлен Берия как управляющий, объединявший в собственных руках сходу три ведомства. 1-ое — забугорная разведка, которая была очень ценна, так как принципиально было знать направление работ в США. Немцы, к примеру, из-за отсутствия таковой инфы зашли в тупик. 2-ое — рабочая сила, миллионы заключенных; третье — возможность завлекать к работе любые предприятия, фабрики, университеты и всех ученых и профессионалов. И была решена неувязка подготовки кадров — сотворена уникальная новаторская система ядерного образования (институтский уровень на инженерной базе). Для работы и преподавания в Столичном механическом институте (прошлый Институт боеприпасов, будущий МИФИ) привлекались выдающиеся ученые и отбирались наилучшие студенты со всей страны.

Началось с обогащения природного урана, а это непростой, энергоемкий и дорогой процесс. Диффузионное обогащение можно представить так: миллионы мембран, через которые проходят в газообразной форме уран-фтор, и так как ядра урана-235 приблизительно на 1% легче, чем ядра урана-238, то после миллиона препятствий немножко возрастает содержание урана-235. Фактически нужно достигнуть обогащения по урану-235 приблизительно до 70%, в эталоне — 93–95%. Что же все-таки это такое? Довольно сказать, что, когда наша страна начала создавать обогатительное создание для сотворения атомной бомбы, для работы этого обогатительного производства на ночь отключалось электричество на всей европейской части страны. Это можно было позволить исключительно в централизованном государстве. В этом была и ошибка прогнозов янки, они не предугадали, что страна может так сконцентрировать силы. И только ценой усилий, когда все было поставлено, в общем-то, на карту выживания, это бомба была сотворена. Но мы забежали вперед.

После того как в Одна тыща девятьсот 40 6 году мы пустили 1-ый реактор, началась гонка, которая длилась до Одна тыща девятьсот 50 три года, пока Русский Альянс не подорвал первую водородную бомбу — транспортабельную. США подорвали водородную бомбу в Одна тыща девятьсот 50 два году, но только как установку на земле (более Восемьдесят тонн), а благодаря усилиям Харитона, Сахарова, Зельдовича и других мы подорвали реальную транспортабельную бомбу.

И Одна тыща девятьсот 50 три год стал переломным в том смысле, что америкосы выступили с инициативой (президент США Эйзенхауэр выступил в ООН — «Atom for Peace»), которую в конце концов Русский Альянс поддержал: «Атом для мира».

В конечном итоге ООН принял решение о разработке интернационального режима ядерного нераспространения и о разработке Интернационального агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) для помощи странам в реализации этого режима и контроля над мирным внедрением ядерных технологий.

Современная ядерная энергетика является продуктом конверсии оборонных проектов»

— Как работал Манхэттенский проект ?

— Для начала нужно возвратиться в Одна тыща девятьсот 70 девять год, когда америкосы собрали все страны, развивавшие ядерную энергетику, и предложили пересмотреть стратегию предстоящего развития, чтоб отрешиться от развития стремительных реакторов и замкнутого ядерного топливного цикла, другими словами от переработки облученного горючего. Страны (18 государств), обсудив, не согласились. Да, это небезопасно, но нужно находить путь решения трудности. Резвые реакторы-бридеры — единственная база решения трудности неограниченных припасов для развития ядерной энергетики на базе перевода урана-238 в плутоний в рамках замкнутого топливного цикла. Это не просто резвые реакторы: необходимо горючее выгрузить из реактора, переработать и возвратить опять — это именуется замкнутый топливный цикл. Это стало основой стратегии сначала РФ (СССР), Франции и Индии. Сейчас две страны идут нос к носу — Индия и Наша родина. И на данный момент мы пустили БН-800 на Белоярской АЭС на урановом горючем (так же как в Одна тыща девятьсот восемьдесят году в СССР был пущен реактор БН-600), а Индия пускает БН-500 на плутониевом горючем.

На Саммите тысячелетия ООН выступил наш президент с посылом, что ядерная энергетика должна стать основой для размеренного энергетического развития мира. Только ядерная энергетика должна быть без высокообогащенного урана, без свободного плутония. И выходит так, что ядерная энергетика без стремительных реакторов — это пшик, в общем-то, потому что существующая ядерная энергетика на водо-водяных реакторах (это реакторы типа PWR, BWR, ВВЭР, а они составляют на данный момент 85% имеющихся АЭС и 95% строящихся) употребляет наименее 0,5% припасов природного урана (фактически только уран-235), а это в эквиваленте наименее половины от припасов нефти. Существующая ядерная энергетика на самом деле собственных главных концептуальных решений развивалась как by product. как побочный продукт оборонных проектов: более тыщи водо-водяных реакторов прототипов современной ядерной энергетики были разработаны и построены для атомных подлодок в США, СССР, Франции и Великобритании. Другой тип реакторов разрабатывался и создавался для выработки оружейного плутония — это макеты реакторов РБМК, Магнокс, CANDU и т. п.

Современная ядерная энергетика является продуктом конверсии оборонных проектов. Ведь с резвыми реакторами выходит неограниченный энергетический источник, и население земли решит все свои задачи. 1-ый резвый реактор Clementina был построен в США в Одна тыща девятьсот 40 6 году. Прошло практически 70 лет, но ни одна величавая ядерная держава не смогла решить делему в одиночку. В мире нет ни 1-го коммерческого резвого реактора-бридера. Это не только лишь трудно и недешево. Это высшее достижение науки и технологии. Резвые реакторы с жидкометаллическим остыванием БН-600 и БН-800 на данный момент работают на высокообогащенном уране, не на плутонии, другими словами это незамкнутый цикл.

Дальше выходит так, что будущее ядерной энергетики, соответственное тем идеям, которые закладывали «Пионеры» (Ферми, Лейпунский и др.), может быть исключительно в случае сотворения бридеров в замкнутом топливном цикле. Но это, в принципе, наилучшие машины для выработки оружейного материала — плутония. И потому неувязка нераспространения ядерной технологии вышла на 1-ое место.

Как же замкнутый цикл? Переработка горючего, мы в СССР (РФ) ее освоили, а позже длительно обсуждали, в том числе в Думе — перерабатывать облученное ядерное горючее либо нет. А всего в мире 5 государств могут перерабатывать это горючее. А цена переработки около Одна тыща баксов за килограмм. Это золотой припас для развитых ядерных государств, освоивших переработку на промышленном уровне.

— Другими словами, на самом деле, неувязка нераспространения ставит если не крест, то огромную делему для развития подобного рода реакторов?

— Неувязка нераспространения имеет разные нюансы: можно придумать, как экспериментально реализовали еще в Одна тыща девятьсот шестьдесят восемь году на EBR-2 америкосы переработку облученного горючего на базе электрохимии и пирометаллургии, когда плутония нет в очевидном виде. Реактор работает на плутонии, и высокообогащенный уран-235 не нужен. Чем неплох резвый реактор? Если вы перейдете когда-то полностью на резвый реактор, для вас не надо добывать уран. У нас накоплено этого урана-238 (отвального) на века — наследие от военного производства. Он преобразуется в плутоний, и плутоний является основой горючего для будущей полномасштабной ядерной энергетики. Означает, от обогащенного урана мы избавляемся. А чтоб свободного плутония не было, не должно быть современной химии выделения оружейного плутония, который выделяется в чистом виде и делает эффект риска. Это 1-ый технический нюанс. 2-ой политический: есть 100 девяносто три страны, которые добровольно подписали согласие не создавать ядерное орудие (ДНЯО — NPT). Девять государств обладают ядерным орудием, 5 из их официально, и мы туда входим — это величавые ядерные державы. И это отдельная тема, что Наша родина обречена на ядерную энергетику: база нашей безопасности, нашей державности — ракетно-ядерный щит, как сказано в нашей Военной доктрине. Подумайте, половина атомной энергетики находится в 5 странах с ядерным орудием не случаем. Эта очень дорогая и непростая разработка должна давать профит для экономики. Не считая того, ядерная медицина должна стать основой здоровья цивилизации, ядерные способы в науке и индустрии, в решении заморочек продовольствия. Если она, ядерная разработка, этого не дает, то она разорит страну, что и вышло с Русским Союзом.

— Либо пока нам проще добывать нефть?

— Это 2-ой вопрос, но оборону кто будет держать и как, к примеру, решить делему здоровья цивилизации, включая сердечные и раковые заболевания без ядерной медицины?

— Принципиально сказать про угрозы и некие сопоставления различных типов энергетики, так как сейчас сильно много дискуссий про «зеленую» технологию. Многие люди не понимают, что солнечные батареи при всей собственной красе и изяществе по сути в производстве очень грязные. Как бы это незапятнанная энергия, но для производства этих батарей необходимо загрязнить окружающую среду достаточно очень.

Современная ядерная энергетика является продуктом конверсии оборонных проектов»

— Здесь можно ответить коротко, я всегда задаю вопрос: «Хорошо, для вас не нравится ядерная энергетика, что вы предлагаете взамен?» Обыденный ответ: «Ничего нового, дополнительного не надо». Так вы что, желаете в каменный век? Мы сделали промышленную цивилизацию, она просит источник энергии, при этом с определенными параметрами. Энергетика должна работать не меньше 60% времени безостановочно, и должна быть определенная плотность энергии. Что такое плотность энергии? Как развивалась энерговооруженность человека: поначалу людская мышечная сила, потом лошадиная сила, позже паровая машина, бензиновый двигатель — кв с литра, на данный момент в атомном реакторе мегаватты. Что такое солнечная энергия? Это Двести ватт на квадратный метр, это в тыщи раз меньше. Означает, площади должны быть в тыщи раз больше, а установки будут в тыщи раз наименее массивные. Тогда у нас, если перевести всех на солнечную и/либо ветряную энергию, каждый 2-ой человек должен работать на добыче, перевозке нужных материалов (в тыщи раз больше), на строительстве и обслуживании большущего числа этих маломощных установок, к примеру ветряных.

— Это замкнутый топливный цикл. Но у замкнутого топливного цикла тоже есть недочет, потому что создается риск распространения. Нужна не только лишь разработка, нужна определенная культура. Вопрос таковой: какая должна быть ядерная энергетика, чтоб она удовлетворяла всех? Кто имеет право ее развивать? На данный момент 30 один промышленно развитая страна употребляет ядерную энергию, а заявки на развитие ядерной энергетики подали на данный момент еще больше 20 государств. Они требуют МАГАТЭ посодействовать им строить АЭС. Почему? 40% государств в мире вообщем не имеют собственных энергоресурсов, они их 100% ввозят, около 100 государств ввозят половину энергоресурсов, а в целом более 100 шестьдесят государств не могут жить без импорта энергоресурсов. Это причина.

На данный момент в мире строится 70 с излишним реакторов, практически половина из их в Китае. Китай строит в два раза больше, чем имеет, но все равно толика атомной энергетики у их составляет меньше 3%. Почему? Они пускают за два года Семь атомных станций, больше всех на свете, и 100 угольных. Они употребляют угля больше, чем все страны OЕСD, совместно взятые, — более Два миллиардов тонн в год. Больше не могут, они задыхаются. У их нет таких припасов газа и нефти, как у нас. Это мы можем не беспокоиться, будучи сырьевой энергетической сверхдержавой, но необходимость гарантии безопасности и статуса величавой державы, потребность в ядерном оружии требуют, чтоб у нас была ядерная разработка, ядерная наука и техника.

— Что же с неувязкой утилизации отходов?

— Это принципиальная неувязка: если есть резвые реакторы, они употребляют 95% этих отходов как горючее.

— До которых нам необходимо еще добраться?

Мы строим установку не Два либо 5 мегаватт, как ветряная, а Одна тыща 500 мегаватт. Это производительность труда, это обслуживающий персонал, это требование индустрии. И коэффициент нагрузки (коэффициент использования мощности) самый высочайший у атомных — 90%, у угольных и газопаровых — 60–80%, а солнечная и ветряная — около 20%.

Ядерная безопасность и ядерное нераспространение — это главные задачи полномасштабного ядерного энергетического развития. В то время как неувязка ядерной безопасности была вполне осознана мировым обществом, а культура ядерной безопасности стала нераздельной частью ядерной деятельности — от ядерного образования, развития, строительства до полного захоронения отходов, — ситуация с внедрением культуры нераспространения оказалась более сложной. В то же время это должно стать важной задачей, решение которой определяет будущее развитие полномасштабной ядерной энергетики.

Ведь толика ядерной энергетики на данный момент в общем энергетическом балансе с учетом энергопотребления на транспорт, индустрия и быт снизилась до 5%.

А ожидалось сначала развития — 70 годов назад «пионерами» ядерной энергетики и величавыми учеными ХХ века, что ядерная энергетика откроет золотой век населения земли и она, ядерная разработка, может решить эту задачку, но не как побочный продукт оборонной деятельности, как одна из сверхзадач людского разума.

Но становится разумеется: если будем продолжать развиваться с этим же интернациональным режимом, через 20 лет мы будем иметь 20–25 государств с ядерным орудием. Нет юридически отработанного механизма приостановить создание орудия, если какая-либо страна воспримет политическое решение о выходе из ДНЯО и о разработке ядерного орудия (как КНДР, к примеру)

Но пример такового решение есть — в Русском Союзе оно было. У нас в странах СЭВ был региональный топливный цикл. СССР поставлял реакторы, оборудование и горючее, которое после использования в реакторе забирали вспять. Было развитие производства ядерной энергии в Болгарии, Венгрии, Чехии, Словакии, но на физическом уровне не было предмета распространения «чувствительных» ядерных технологий, оборудования, материалов и познаний.

Общий вывод таковой: люди должны поменять склад ума. После более чем 20 веков развития у нас в руках заместо палки бомба, а склад ума остался на уровне, что был до Христа. Как понятно, склад ума меняется в итоге воспитания личности, а основой воспитания является образование.

Это соображает мировое общество, и это отражено совместным заявлением по вопросам роли образования в области нераспространения и разоружения, которое сделал на заседании Головного комитета итоговой конференции по ДНЯО Одиннадцать мая Две тыщи 10 года Его Превосходительство г-н Акио Суда, Чрезвычайный и Полномочный Засол, Неизменный представитель Стране восходящего солнца на Конференции по разоружению от имени 40 государств (в том числе РФ):

«Образование является императивом для содействия разоружению, нераспространению и, как следует, для сотворения мира без ядерного орудия. Образование прививает познания и критичное мышление людям и отдельным личностям. Образование может повысить осведомленность общественности, в особенности будущих поколений, о катастрофических последствиях внедрения ядерного орудия. Образование может также подвигнуть людей и отдельных личностей, людей мира, внести собственный вклад в дело разоружения и нераспространения».

В Курчатовском институте, где я главный научный сотрудник, сделали оценку, что будет с балансом энергии в Две тыщи 50 году. Если мы очень используем все источники: кизяк, дрова, уголь, нефть, газ, солнце, — у нас возникает 20% недостатка. Что делать далее: либо остаться с недостатком, либо развивать ядерную энергетику.

Теги: