Несбывшиеся мечты
ТЕХНОЛОГИИ / #2 МАРТ 2024
Текст: Ирина ДОРОХОВА, Надежда ФЕТИСОВА / Фото: Wikipedia.org, Orano.group, Flickr.com, Tvo.fi / Иллюстрация: Кирилл ФИЛОНОВ
В истории мировой атомной промышленности выдвигалось много идей, создавалось много технологий, реализовывалось много проектов. Часть из них стали мейнстримом, от других пришлось отказаться. Одни, как японская АЭС «Мондзю» и французский Superphenix, были недоработаны, другие, как АСММ от американской NuScale, оказались пустышками. Мы расскажем о самых ярких примерах почивших в бозе материалов, технологий, проектов и направлений.
Ртуть
Пожалуй, самый известный «не выстреливший» материал — это ртуть. Впервые ее использовали в качестве теплоносителя в американском быстром реакторе Clementine в 1946 году. Затем, 10 лет спустя, — в советском БР‑2. Ртуть отличается большой плотностью, термической стойкостью, хорошей теплопроводностью и высоким коэффициентом теплоотдачи. Еще до войны ее пробовали использовать в неядерной энергетике. Но в ядерной энергетике она оказалась неприменимой.
«Высокая токсичность, ограниченные сырьевые ресурсы и высокое давление пара, ядерно- и теплофизические свойства исключили ее из ряда возможных теплоносителей для быстрых реакторов. Тем не менее в 1960‑х годах ее широко использовали как модельную жидкость для экспериментального определения теплообменных характеристик ЯЭУ», — отмечается в статье ученых ГНЦ ФЭИ В. Субботина, М. Арнольдова, Ф. Козлова и А. Шимкевича.
Научный руководитель реактора БР‑10, доктор технических наук, профессор Юрий Багдасаров в интервью порталу Atominfo.ru сделал акцент на других отрицательных свойствах ртути. Во-первых, ее тяжело перекачивать, насосы требуют много энергии. Во-вторых — и это самое главное, — конструкционные материалы быстро корродируют. Оболочки твэлов ртуть проедала за пять месяцев. «Ртуть тонкой струей длиной 5−7 метров била из трубопровода в стену. Пришлось срочно ликвидировать протечку… Течи происходили постоянно. Мы находили ртуть даже в канализации», — говорил Ю. Багдасаров. Он убежден, что возвращаться к ртути ни в коем случае нельзя: «Мое мнение сложилось однозначно — ртуть не для реактора». В США реакторы с ртутными теплоносителями тоже больше не строили.
Пожалуй, самый известный «не выстреливший» материал — это ртуть. Впервые ее использовали в качестве теплоносителя в американском быстром реакторе Clementine в 1946 году. Затем, 10 лет спустя, — в советском БР‑2. Ртуть отличается большой плотностью, термической стойкостью, хорошей теплопроводностью и высоким коэффициентом теплоотдачи. Еще до войны ее пробовали использовать в неядерной энергетике. Но в ядерной энергетике она оказалась неприменимой.
«Высокая токсичность, ограниченные сырьевые ресурсы и высокое давление пара, ядерно- и теплофизические свойства исключили ее из ряда возможных теплоносителей для быстрых реакторов. Тем не менее в 1960‑х годах ее широко использовали как модельную жидкость для экспериментального определения теплообменных характеристик ЯЭУ», — отмечается в статье ученых ГНЦ ФЭИ В. Субботина, М. Арнольдова, Ф. Козлова и А. Шимкевича.
Научный руководитель реактора БР‑10, доктор технических наук, профессор Юрий Багдасаров в интервью порталу Atominfo.ru сделал акцент на других отрицательных свойствах ртути. Во-первых, ее тяжело перекачивать, насосы требуют много энергии. Во-вторых — и это самое главное, — конструкционные материалы быстро корродируют. Оболочки твэлов ртуть проедала за пять месяцев. «Ртуть тонкой струей длиной 5−7 метров била из трубопровода в стену. Пришлось срочно ликвидировать протечку… Течи происходили постоянно. Мы находили ртуть даже в канализации», — говорил Ю. Багдасаров. Он убежден, что возвращаться к ртути ни в коем случае нельзя: «Мое мнение сложилось однозначно — ртуть не для реактора». В США реакторы с ртутными теплоносителями тоже больше не строили.
Внешний вид и топливная сборка первого экспериментального быстрого реактора «Клементина» (Clementine), запущенного в Лос-Аламосе в 1946 г.
Газодиффузионное обогащение VS центрифуги
Этот метод обогащения урана, один из старейших, в основе которого лежит газовая диффузия, можно назвать тупиковой ветвью эволюции, хотя окончательно газодиффузионные заводы закрылись лишь в 2010‑х годах. Легкие молекулы движутся быстрее тяжелых и легче проникают через малые отверстия в стенке сосуда. Прошедший через пористую мембрану газ обогащается более легкими компонентами. В случае с ураном — изотопом 235U. В книге, посвященной обогащению урана и выпущенной в 1979 году под редакцией Стелио Виллани, говорится, что, несмотря на существование новых методов, газовая диффузия наиболее распространена, и на нее приходится свыше 95 % производства обогащенного урана.
Не называя цифр, отметим, что 95 % — это, пожалуй, все же преувеличение. Или, что более вероятно, это цифра без учета советских обогатительных мощностей. В СССР газодиффузионный метод использовался лишь в первые годы атомного проекта. Ставку тогда сделали на газовую центрифугу. 8 июля 1952 года было подписано постановление Совета министров СССР «О плане научно-исследовательских, проектных и опытно-конструкторских работ по Первому главному управлению при Совете министров СССР на 1952−1953 гг.», которое дало старт разработке, изготовлению и испытанию блока центрифуг промышленного типа. Первая опытная партия из 60 центрифуг заработала в 1955 году. В ноябре 1961 года на Уральском электрохимическом комбинате начался пуск первой очереди первого в мире завода по обогащению урана высокоэффективным центрифужным методом.
Главное преимущество центрифужного метода перед газодиффузионным — экономичность (см. «Достоинства центрифуги»): себестоимость обогащения в несколько десятков раз ниже.
Этот метод обогащения урана, один из старейших, в основе которого лежит газовая диффузия, можно назвать тупиковой ветвью эволюции, хотя окончательно газодиффузионные заводы закрылись лишь в 2010‑х годах. Легкие молекулы движутся быстрее тяжелых и легче проникают через малые отверстия в стенке сосуда. Прошедший через пористую мембрану газ обогащается более легкими компонентами. В случае с ураном — изотопом 235U. В книге, посвященной обогащению урана и выпущенной в 1979 году под редакцией Стелио Виллани, говорится, что, несмотря на существование новых методов, газовая диффузия наиболее распространена, и на нее приходится свыше 95 % производства обогащенного урана.
Не называя цифр, отметим, что 95 % — это, пожалуй, все же преувеличение. Или, что более вероятно, это цифра без учета советских обогатительных мощностей. В СССР газодиффузионный метод использовался лишь в первые годы атомного проекта. Ставку тогда сделали на газовую центрифугу. 8 июля 1952 года было подписано постановление Совета министров СССР «О плане научно-исследовательских, проектных и опытно-конструкторских работ по Первому главному управлению при Совете министров СССР на 1952−1953 гг.», которое дало старт разработке, изготовлению и испытанию блока центрифуг промышленного типа. Первая опытная партия из 60 центрифуг заработала в 1955 году. В ноябре 1961 года на Уральском электрохимическом комбинате начался пуск первой очереди первого в мире завода по обогащению урана высокоэффективным центрифужным методом.
Главное преимущество центрифужного метода перед газодиффузионным — экономичность (см. «Достоинства центрифуги»): себестоимость обогащения в несколько десятков раз ниже.
Достоинства центрифуги
Современный центрифужный завод по сравнению с газодиффузионным требует:
- в 3 разаменьше инвестиций
- в 5 разменьше площади
- в 50 разменьше энергии
- в десятки разменьше себестоимость продукции
(из книги «Раскрывая тайны превращения. 70 лет развития отечественной газоцентрифужной технологии»)
Центрифужная технология была известна и в других странах. Один из разработчиков советской центрифуги Гернот Циппе пробовал создать ее в США, затем запатентовал в Европе. На базе его разработок была создана компания Urenco, сегодня — один из крупных игроков рынка обогащения. Но в США от центрифуги отказались (почему — отдельная длинная и драматичная история), поэтому вплоть до 2013 года там работал газодиффузионный завод в Падьюке. Мощности арендовала компания USEC. Любопытно, но именно она с 2007 года на площадке в Пайктоне в рамках проекта «Американская центрифуга» пыталась создать американскую центрифужную технологию. Но тут компанию постигла неудача. В 2012 году она стала убыточной, обанкротилась и в сентябре 2014 года сменила название на Centrus. В 2016 году завод «Американская центрифуга» был закрыт, но в 2019 году каскад из 16 центрифуг приспособили для производства HALEU — урана, обогащенного до 20 %. Компания получила первые килограммы и теперь пытается нарастить производство. Не без проблем: Минэнерго не смогло обеспечить ее контейнерами для хранения HALEU, поэтому объем производства будет меньше контрактного. На площадке в Падьюке после ухода USEC компания Global Laser Enrichment попыталась осуществлять лазерное обогащение урана. Для начала — хвостов до природного уровня. Однако результатов пока нет. Сообщение в прессе о том, что «GLE завершает приемо-сдаточные испытания и готовится к получению первого полномасштабного модуля лазерной системы для опытно-демонстрационной установки», датировано 2 сентября 2022 года, и с тех пор нет никакой информации о продвижении проекта (не считая единственной новости про соглашение о сотрудничестве).
Во Франции также отказались от газодиффузионного обогащения в пользу центрифужного. Газодиффузионный завод «Жорж Бесс I», названный в честь основателя компании EURODIF, заработал в 1979 году и был окончательно остановлен в июне 2012 года. Вместо него работает газоцентрифужный завод «Жорж Бесс II». Первый каскад был запущен в мае 2009 года.
Во Франции также отказались от газодиффузионного обогащения в пользу центрифужного. Газодиффузионный завод «Жорж Бесс I», названный в честь основателя компании EURODIF, заработал в 1979 году и был окончательно остановлен в июне 2012 года. Вместо него работает газоцентрифужный завод «Жорж Бесс II». Первый каскад был запущен в мае 2009 года.
Запуск первого каскада центрифуг на французском газодиффузионном заводе «Жорж Бесс II», май 2009 г.
Спектральное регулирование смесью легкой и тяжелой воды
Впервые идею спектрального регулирования с помощью изменения соотношения тяжелой и легкой воды в течение топливной кампании предложила американская компания Babcock & Wilcox в 1961 году. Это также одна из первых в мире работ по спектральному регулированию. Концепция предполагает, что в начале кампании доля D2O в смеси для замедления нейтронов и охлаждения реактора высока. Избыточные нейтроны захватывает преимущественно 238U, который превращается в 239Pu. Затем водный баланс смещается в пользу обычной воды, благодаря чему увеличивается реактивность. Однако за пределы научных статей и упоминаний в диссертациях концепция не вышла.
Как отмечают М. Егоров и К. Исанов в статье «Тяжеловодный реактор-размножитель со спектральным регулированием», спектральное регулирование методом смеси воды и тяжелой воды реализуемо, но не особо эффективно: «При разбавлении тяжелой воды легкой происходит смягчение спектра, но преследуемые цели спектрального регулирования, напротив, — ужесточение спектра. Таким образом, для реализации спектрального регулирования требуется изначально смесь тяжелой воды с легкой, что ухудшает нейтронный баланс. Более рациональным решением является реализация спектрального регулирования путем введения вытеснителей в течение кампании».
Именно этим многообещающим путем и пошел Росатом: введение вытеснителей планируется использовать в реакторе ВВЭР-С, который сегодня разрабатывает госкорпорация. Идет проектирование реакторной установки, разрабатываются основные технические решения по энергоблоку и АЭС в целом. До конца 2024 года будет выпущена документация, которая позволит оценить себестоимость, перспективность разработки и т. д. Энергопуск первого блока на площадке Кольской АЭС‑2 запланирован на 2035 год.
Впервые идею спектрального регулирования с помощью изменения соотношения тяжелой и легкой воды в течение топливной кампании предложила американская компания Babcock & Wilcox в 1961 году. Это также одна из первых в мире работ по спектральному регулированию. Концепция предполагает, что в начале кампании доля D2O в смеси для замедления нейтронов и охлаждения реактора высока. Избыточные нейтроны захватывает преимущественно 238U, который превращается в 239Pu. Затем водный баланс смещается в пользу обычной воды, благодаря чему увеличивается реактивность. Однако за пределы научных статей и упоминаний в диссертациях концепция не вышла.
Как отмечают М. Егоров и К. Исанов в статье «Тяжеловодный реактор-размножитель со спектральным регулированием», спектральное регулирование методом смеси воды и тяжелой воды реализуемо, но не особо эффективно: «При разбавлении тяжелой воды легкой происходит смягчение спектра, но преследуемые цели спектрального регулирования, напротив, — ужесточение спектра. Таким образом, для реализации спектрального регулирования требуется изначально смесь тяжелой воды с легкой, что ухудшает нейтронный баланс. Более рациональным решением является реализация спектрального регулирования путем введения вытеснителей в течение кампании».
Именно этим многообещающим путем и пошел Росатом: введение вытеснителей планируется использовать в реакторе ВВЭР-С, который сегодня разрабатывает госкорпорация. Идет проектирование реакторной установки, разрабатываются основные технические решения по энергоблоку и АЭС в целом. До конца 2024 года будет выпущена документация, которая позволит оценить себестоимость, перспективность разработки и т. д. Энергопуск первого блока на площадке Кольской АЭС‑2 запланирован на 2035 год.
Экспериментальные исследования топлива на испытательном комплексе Fast Flux Test Facility (FFTF)
Быстрые натриевые проекты в США, Франции и Японии
Россия, Китай и Индия активно развивают это направление, меж тем как США, Франция и Япония потерпели фиаско, осваивая быстрые натриевые проекты.
В США в 1982—1992 годах работал испытательный комплекс Fast Flux Test Facility (FFTF) с быстрым натриевым реактором мощностью 400 МВт. Там проводились исследования новых видов топлива, материалов и оборудования для быстрых реакторов. Рядом с реактором была обустроена лаборатория. Затем его постепенно начали выводить из эксплуатации. Можно предположить, что останов мощного исследовательского реактора на половине срока его службы и последующая отмена перезапуска — часть общей политики отказа США от атомной энергетики. Как заявил порталу Аtominfo.ru Владимир Каграманян, работавший в МАГАТЭ в 1996—2004 годах, «на политическом уровне США на атомной энергетике поставили крест, и поэтому на организационном уровне в МАГАТЭ занимались если не ее похоронами, то как минимум рассуждениями о ее скором выходе на пенсию».
В 1997 году Минэнерго США приостановило вывод FFTF из эксплуатации, чтобы изучить возможность использования реактора для наработки трития. В 2001 году министерство пришло к выводу, что для производства трития реактор непригоден, поэтому вывод из эксплуатации продолжился. И все же перезапуск FFTF серьезно изучался как минимум дважды, в 2007 и 2017 годах. В итоге было принято решение не перезапускать его, а построить новый, Versatile Test Reactor, VTR. Самые свежие новости об этом проекте датированы июлем 2022 года. По-видимому, проект в лучшем случае пока находится в анабиозе.
Французский проект Superphenix с быстрым натриевым реактором (его строительство началось в 1976 году) должен был стать первым в длинном ряду быстрых реакторов, которые позволили бы снизить зависимость страны от поставок природного урана и в несколько десятков раз увеличить топливную базу ядерной энергетики. Андре Жиро, глава Комиссариата по атомной энергии, надеялся, что только во Франции будут построены два десятка таких реакторов, а в мире — 540 к 2000 году.
На блоке Superphenix был установлен большой реактор электрической мощностью 1,2 ГВт. Но из 10 лет (1986−1996), когда он находился в эксплуатации, электроэнергию он вырабатывал только шесть лет. И за это время поставил лишь 7484,71 ГВт·ч. Это значит, что, в пересчете на полную мощность реактор за 10 лет проработал 6237 часов, или 260 суток.
Вот перечень самых значимых инцидентов. В конце 1985 года компания Novatome, инжиниринговая структура Framatome, уволила 430 из 750 сотрудников из-за недостатков проекта. Некоторые ушли сами из-за финансовых трудностей и необходимости переехать из Парижа в Лион.
В мае 1987 года персонал обнаружил большую утечку натрия из бака системы обращения с топливом. Отремонтировать бак не удалось. Потребовалось 10 месяцев для того, чтобы разработать новую процедуру загрузки-выгрузки топливных кассет из активной зоны, а затем еще 13 месяцев, чтобы ее квалифицировать.
В июле 1990 года произошла новая беда — отказ компрессора привел к впрыску значительного объема воздуха в контур и окислению натрия. На очистку натрия ушло восемь месяцев.
В декабре 1990 года после сильного снегопада обрушилась крыша машинного зала.
В 1991 году Госсовет Франции отозвал лицензию на эксплуатацию. Новая была выдана лишь в июле 1994 года. Но спустя семь месяцев блок снова встал — из-за утечки аргона в теплообменник.
В сентябре 1995 года Superphenix снова заработал — до декабря 1996 года, когда ушел на ППР. И из него уже не вышел, потому что в феврале 1997 года премьер-министр Лионель Жоспен заявил, что блок будет закрыт. В то время министром экологии, в чьем ведении находилась безопасность АЭС, стала представительница партии «зеленых» Доминик Вуане. Закрытие Superphenix было первым пунктом предвыборной программы партии.
Superphenix — не единственный быстрый натриевый проект, где технические проблемы спровоцировали досрочную «смерть». Японский блок «Мондзю» с быстрым натриевым реактором после запуска 29 августа 1995 года проработал немногим более трех месяцев. 8 декабря произошли утечка 640 кг натрия и пожар. Над последствиями работали почти 15 лет, второй физпуск произошел в мае 2010 года. Но 26 августа в корпус реактора упала стальная колонна перегрузочной машины. Колонну извлекли, но на минимально критический уровень реактор больше никогда не выходил. В декабре 2016 года правительство Японии приняло решение о выводе блока из эксплуатации. Параллельно, еще в 2014 году, Япония подключилась к французскому проекту быстрого натриевого реактора ASTRID… Но его судьба тоже не задалась.
ASTRID задумывался как преемник Superphenix, но вдвое меньшей мощности. Его планировали построить на площадке Маркуль. В 2018 году Франция приняла решение уменьшить мощность реактора до 100−200 МВт из-за высоких расходов на строительство блока мощностью 600 МВт. А в августе 2019 года правительство приняло решение закрыть проект. «В сложившейся на энергетических рынках ситуации промышленное развитие реакторов поколения IV не планируется ранее второй половины столетия», — заявили тогда в комиссариате.
В России к созданию быстрых натриевых реакторов подходят последовательно, аккуратно, с учетом наработанного опыта. В СССР, а затем России было построено и работало много быстрых реакторов. После БР‑2 построили БР‑5 (после модернизации — БР‑10), затем — БОР‑60, БН‑350 в Шевченко (сейчас — Актау в Казахстане), БН‑600 и БН‑800 на Белоярской АЭС. Исследовательский БОР‑60, пущенный в 1968 году, работает до сих пор. Энергетические БН‑600 и БН‑800 поставляют электроэнергию, помогают осваивать и создавать новые технологии, материалы и топливные композиции. БН‑800 уже больше года работает полностью на МОКС-топливе. На Белоярской АЭС запланировано строительство блока с реакторной установкой БН‑1200М — реактором на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, модернизированным, мощностью 1200 МВт. В БН‑1200М учтены новые, более жесткие требования к системам безопасности и средствам управления запроектными авариями, заложены самые современные технические решения, улучшены его экономические параметры. Пуск энергоблока с РУ БН-1200М запланирован на начало 30-х годов.
Параллельно Росатом прорабатывает и детализирует комплексную концепцию замкнутого ядерного топливного цикла. Она, в частности, подразумевает использование быстрых реакторов для наработки делящихся материалов, получения регенерированного топлива, вовлечения в ядерный топливный цикл 238U и выжигания минорных актинидов. Это именно те задачи, которые Surerphenix решить не смог.
Россия, Китай и Индия активно развивают это направление, меж тем как США, Франция и Япония потерпели фиаско, осваивая быстрые натриевые проекты.
В США в 1982—1992 годах работал испытательный комплекс Fast Flux Test Facility (FFTF) с быстрым натриевым реактором мощностью 400 МВт. Там проводились исследования новых видов топлива, материалов и оборудования для быстрых реакторов. Рядом с реактором была обустроена лаборатория. Затем его постепенно начали выводить из эксплуатации. Можно предположить, что останов мощного исследовательского реактора на половине срока его службы и последующая отмена перезапуска — часть общей политики отказа США от атомной энергетики. Как заявил порталу Аtominfo.ru Владимир Каграманян, работавший в МАГАТЭ в 1996—2004 годах, «на политическом уровне США на атомной энергетике поставили крест, и поэтому на организационном уровне в МАГАТЭ занимались если не ее похоронами, то как минимум рассуждениями о ее скором выходе на пенсию».
В 1997 году Минэнерго США приостановило вывод FFTF из эксплуатации, чтобы изучить возможность использования реактора для наработки трития. В 2001 году министерство пришло к выводу, что для производства трития реактор непригоден, поэтому вывод из эксплуатации продолжился. И все же перезапуск FFTF серьезно изучался как минимум дважды, в 2007 и 2017 годах. В итоге было принято решение не перезапускать его, а построить новый, Versatile Test Reactor, VTR. Самые свежие новости об этом проекте датированы июлем 2022 года. По-видимому, проект в лучшем случае пока находится в анабиозе.
Французский проект Superphenix с быстрым натриевым реактором (его строительство началось в 1976 году) должен был стать первым в длинном ряду быстрых реакторов, которые позволили бы снизить зависимость страны от поставок природного урана и в несколько десятков раз увеличить топливную базу ядерной энергетики. Андре Жиро, глава Комиссариата по атомной энергии, надеялся, что только во Франции будут построены два десятка таких реакторов, а в мире — 540 к 2000 году.
На блоке Superphenix был установлен большой реактор электрической мощностью 1,2 ГВт. Но из 10 лет (1986−1996), когда он находился в эксплуатации, электроэнергию он вырабатывал только шесть лет. И за это время поставил лишь 7484,71 ГВт·ч. Это значит, что, в пересчете на полную мощность реактор за 10 лет проработал 6237 часов, или 260 суток.
Вот перечень самых значимых инцидентов. В конце 1985 года компания Novatome, инжиниринговая структура Framatome, уволила 430 из 750 сотрудников из-за недостатков проекта. Некоторые ушли сами из-за финансовых трудностей и необходимости переехать из Парижа в Лион.
В мае 1987 года персонал обнаружил большую утечку натрия из бака системы обращения с топливом. Отремонтировать бак не удалось. Потребовалось 10 месяцев для того, чтобы разработать новую процедуру загрузки-выгрузки топливных кассет из активной зоны, а затем еще 13 месяцев, чтобы ее квалифицировать.
В июле 1990 года произошла новая беда — отказ компрессора привел к впрыску значительного объема воздуха в контур и окислению натрия. На очистку натрия ушло восемь месяцев.
В декабре 1990 года после сильного снегопада обрушилась крыша машинного зала.
В 1991 году Госсовет Франции отозвал лицензию на эксплуатацию. Новая была выдана лишь в июле 1994 года. Но спустя семь месяцев блок снова встал — из-за утечки аргона в теплообменник.
В сентябре 1995 года Superphenix снова заработал — до декабря 1996 года, когда ушел на ППР. И из него уже не вышел, потому что в феврале 1997 года премьер-министр Лионель Жоспен заявил, что блок будет закрыт. В то время министром экологии, в чьем ведении находилась безопасность АЭС, стала представительница партии «зеленых» Доминик Вуане. Закрытие Superphenix было первым пунктом предвыборной программы партии.
Superphenix — не единственный быстрый натриевый проект, где технические проблемы спровоцировали досрочную «смерть». Японский блок «Мондзю» с быстрым натриевым реактором после запуска 29 августа 1995 года проработал немногим более трех месяцев. 8 декабря произошли утечка 640 кг натрия и пожар. Над последствиями работали почти 15 лет, второй физпуск произошел в мае 2010 года. Но 26 августа в корпус реактора упала стальная колонна перегрузочной машины. Колонну извлекли, но на минимально критический уровень реактор больше никогда не выходил. В декабре 2016 года правительство Японии приняло решение о выводе блока из эксплуатации. Параллельно, еще в 2014 году, Япония подключилась к французскому проекту быстрого натриевого реактора ASTRID… Но его судьба тоже не задалась.
ASTRID задумывался как преемник Superphenix, но вдвое меньшей мощности. Его планировали построить на площадке Маркуль. В 2018 году Франция приняла решение уменьшить мощность реактора до 100−200 МВт из-за высоких расходов на строительство блока мощностью 600 МВт. А в августе 2019 года правительство приняло решение закрыть проект. «В сложившейся на энергетических рынках ситуации промышленное развитие реакторов поколения IV не планируется ранее второй половины столетия», — заявили тогда в комиссариате.
В России к созданию быстрых натриевых реакторов подходят последовательно, аккуратно, с учетом наработанного опыта. В СССР, а затем России было построено и работало много быстрых реакторов. После БР‑2 построили БР‑5 (после модернизации — БР‑10), затем — БОР‑60, БН‑350 в Шевченко (сейчас — Актау в Казахстане), БН‑600 и БН‑800 на Белоярской АЭС. Исследовательский БОР‑60, пущенный в 1968 году, работает до сих пор. Энергетические БН‑600 и БН‑800 поставляют электроэнергию, помогают осваивать и создавать новые технологии, материалы и топливные композиции. БН‑800 уже больше года работает полностью на МОКС-топливе. На Белоярской АЭС запланировано строительство блока с реакторной установкой БН‑1200М — реактором на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, модернизированным, мощностью 1200 МВт. В БН‑1200М учтены новые, более жесткие требования к системам безопасности и средствам управления запроектными авариями, заложены самые современные технические решения, улучшены его экономические параметры. Пуск энергоблока с РУ БН-1200М запланирован на начало 30-х годов.
Параллельно Росатом прорабатывает и детализирует комплексную концепцию замкнутого ядерного топливного цикла. Она, в частности, подразумевает использование быстрых реакторов для наработки делящихся материалов, получения регенерированного топлива, вовлечения в ядерный топливный цикл 238U и выжигания минорных актинидов. Это именно те задачи, которые Surerphenix решить не смог.
Георгий Тихомиров
заместитель директора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ
«Один из самых ярких нереализованных атомных проектов — японский быстрый „Мондзю“. Протечка натрия 8 декабря 1995 года похоронила быструю энергетику Японии».
Технологии ВТГР: хороши, но не всегда
Высокотемпературные реакторы — технологии, которые в последнее время получили активное развитие: достаточно вспомнить демонстрационный блок на китайской «Шидаовань», вышедший на МКУ в 2021 году. Разрабатывает свой проект и Россия.
Но за этими начинаниями, как водится, кроются надгробия «похороненных» проектов. Как сообщает портал Atominfo.ru, с 1979 по 1988 год во Франции работала двухконтурная АЭС «Форт Сен-Врен» с реактором мощностью 330 МВт (эл.). Паровой контур реактора на этой АЭС обеспечивал пар с давлением 16,5 МПа и температурой 538 °C. Входная и выходная температуры в первом (гелиевом) контуре составляли 404 °C и 777 °C соответственно. Но судьба реактора складывалась печально: пар из второго контура попадал в первый через неплотности в парогенераторах. Графит впитывал пар, а в составе пара был, в числе прочего, водород — сильный поглотитель. Реакторы теряли критичность и глохли. Высушивать графит удавалось, хотя и с большим трудом, а вот репутация установок осталась подмоченной.
Тогда инженеры предложили неожиданный ход: заменить урановое топливо ториевым. Торий как поглотитель эффективнее урана, кроме того, повысится безопасность установки. Так появился германский проект THTR‑300. В качестве топлива в нем использовались шары диаметром 6 см, внутри которых находилось 35 тыс. микротвэлов, в каждом — по 1 грамму 235U и 10 граммов 232Th. Замедлителем выступал графит.
Строительство демонстрационного блока началось в 1971 году. Пуск откладывался из-за ужесточавшихся требований к лицензированию установки, в результате синхронизация THTR‑300 с энергосистемой произошла только в ноябре 1985 года.
Уже через четыре года было принято решение о его окончательном останове. Причин перечислялось несколько: Чернобыльская авария, уран, требовавший стопроцентного обогащения, и другие. Но главная, пожалуй, — попытка совместить в одном проекте две сложные и необкатанные технологии.
Высокотемпературные реакторы — технологии, которые в последнее время получили активное развитие: достаточно вспомнить демонстрационный блок на китайской «Шидаовань», вышедший на МКУ в 2021 году. Разрабатывает свой проект и Россия.
Но за этими начинаниями, как водится, кроются надгробия «похороненных» проектов. Как сообщает портал Atominfo.ru, с 1979 по 1988 год во Франции работала двухконтурная АЭС «Форт Сен-Врен» с реактором мощностью 330 МВт (эл.). Паровой контур реактора на этой АЭС обеспечивал пар с давлением 16,5 МПа и температурой 538 °C. Входная и выходная температуры в первом (гелиевом) контуре составляли 404 °C и 777 °C соответственно. Но судьба реактора складывалась печально: пар из второго контура попадал в первый через неплотности в парогенераторах. Графит впитывал пар, а в составе пара был, в числе прочего, водород — сильный поглотитель. Реакторы теряли критичность и глохли. Высушивать графит удавалось, хотя и с большим трудом, а вот репутация установок осталась подмоченной.
Тогда инженеры предложили неожиданный ход: заменить урановое топливо ториевым. Торий как поглотитель эффективнее урана, кроме того, повысится безопасность установки. Так появился германский проект THTR‑300. В качестве топлива в нем использовались шары диаметром 6 см, внутри которых находилось 35 тыс. микротвэлов, в каждом — по 1 грамму 235U и 10 граммов 232Th. Замедлителем выступал графит.
Строительство демонстрационного блока началось в 1971 году. Пуск откладывался из-за ужесточавшихся требований к лицензированию установки, в результате синхронизация THTR‑300 с энергосистемой произошла только в ноябре 1985 года.
Уже через четыре года было принято решение о его окончательном останове. Причин перечислялось несколько: Чернобыльская авария, уран, требовавший стопроцентного обогащения, и другие. Но главная, пожалуй, — попытка совместить в одном проекте две сложные и необкатанные технологии.
Демонтаж оборудования и компонентов реактора Superphenix. Франция, 2019 г.
Тесные решетки
Строить массово быстрые реакторы с металлическим теплоносителем не получалось, и ученые задумались о том, как повысить коэффициент воспроизводства топлива на водо-водяных реакторах. Один из способов — более тесные решетки твэлов, уменьшающие замедление нейтронов, вкупе с использованием МОКС-топлива. Впервые, еще в 1976 году, идею выдвинул физик из Национальной лаборатории Окриджа Милтон Эдлунд. Затем в Японии разработали концепцию кипящего водоохлаждаемого реактора с тесной решеткой твэлов и повышенным коэффициентом воспроизводства. Исследовали ее и в России.
Среди достоинств концепции — понятные, отработанные за много лет условия эксплуатации оборудования, параметры топливной композиции, материалы, высокий (0,97−0,98) коэффициент воспроизводства, стабильность поля энерговыделения.
Но обнаружился у нее и недостаток, перечеркнувший все достоинства. Пустотный эффект реактивности (с уходом воды реактивность реактора растет) имел явную тенденцию к повышению, и возникал риск, что он станет положительным. Именно положительный пустотный эффект стал причиной аварии на Чернобыльской АЭС. С тех пор он считается неприемлемым. (В ВВЭР, отметим, происходит наоборот — при потере воды реактор останавливается.)
Строить массово быстрые реакторы с металлическим теплоносителем не получалось, и ученые задумались о том, как повысить коэффициент воспроизводства топлива на водо-водяных реакторах. Один из способов — более тесные решетки твэлов, уменьшающие замедление нейтронов, вкупе с использованием МОКС-топлива. Впервые, еще в 1976 году, идею выдвинул физик из Национальной лаборатории Окриджа Милтон Эдлунд. Затем в Японии разработали концепцию кипящего водоохлаждаемого реактора с тесной решеткой твэлов и повышенным коэффициентом воспроизводства. Исследовали ее и в России.
Среди достоинств концепции — понятные, отработанные за много лет условия эксплуатации оборудования, параметры топливной композиции, материалы, высокий (0,97−0,98) коэффициент воспроизводства, стабильность поля энерговыделения.
Но обнаружился у нее и недостаток, перечеркнувший все достоинства. Пустотный эффект реактивности (с уходом воды реактивность реактора растет) имел явную тенденцию к повышению, и возникал риск, что он станет положительным. Именно положительный пустотный эффект стал причиной аварии на Чернобыльской АЭС. С тех пор он считается неприемлемым. (В ВВЭР, отметим, происходит наоборот — при потере воды реактор останавливается.)
Градирня воздушного охлаждения АЭС THTR‑300, снесенная 10 сентября 1991 г. План сохранить ее в качестве памятника архитектуры не осуществился по экономическим причинам
«Бумажные» малые АЭС
Есть и такие проекты малых АЭС, к которым непонятно, как относиться. Многие из них находятся на «эмбриональной» стадии, и есть вероятность, что большинство не смогут ее преодолеть.
Самый громкий пример в этом сегменте, пожалуй, — проект Carbon Free Power Project (CFPP), который вели компания NuScale Power Corporation (NuScale) и ассоциация муниципальных энергетических компаний (UAMPS). Предполагалось разместить на площадке инженерной лаборатории в Айдахо 12 модулей с реакторами электрической мощностью 55 МВт каждый, разработанными NuScale. В 2021 году концепция проекта поменялась: NuScale предложила построить шесть модулей мощностью 77 МВт каждый. Для сертификации американскому регулятору, NRC, компания подала первую версию. Вторую планировала подать позже. Однако экономика проекта ухудшалась, себестоимость сооружения росла, превысив $ 9,3 млрд. В итоге в ноябре 2023 года NuScale и UAMPS объявили о совместном решении прекратить проект. В ноябре на NuScale был подан коллективный иск. Компанию обвиняют в том, что она делала ложные заявления, вводящие общественность в заблуждение. Акции NuScale обвалились, компания объявила о сокращении персонала.
Есть и такие проекты малых АЭС, к которым непонятно, как относиться. Многие из них находятся на «эмбриональной» стадии, и есть вероятность, что большинство не смогут ее преодолеть.
Самый громкий пример в этом сегменте, пожалуй, — проект Carbon Free Power Project (CFPP), который вели компания NuScale Power Corporation (NuScale) и ассоциация муниципальных энергетических компаний (UAMPS). Предполагалось разместить на площадке инженерной лаборатории в Айдахо 12 модулей с реакторами электрической мощностью 55 МВт каждый, разработанными NuScale. В 2021 году концепция проекта поменялась: NuScale предложила построить шесть модулей мощностью 77 МВт каждый. Для сертификации американскому регулятору, NRC, компания подала первую версию. Вторую планировала подать позже. Однако экономика проекта ухудшалась, себестоимость сооружения росла, превысив $ 9,3 млрд. В итоге в ноябре 2023 года NuScale и UAMPS объявили о совместном решении прекратить проект. В ноябре на NuScale был подан коллективный иск. Компанию обвиняют в том, что она делала ложные заявления, вводящие общественность в заблуждение. Акции NuScale обвалились, компания объявила о сокращении персонала.
Ядерные энергетические реакторы, заказанные в США с 1953 по 2008 год
Не построенные АЭС
Проектов атомных станций, от которых отказались на разных стадиях, от обсуждения до строительства, много во всем мире. Сколько — сказать сложно, точного списка, вероятно, нет. Как минимум, потому, что трудно определить, в какой момент надо перестать включать проект в список запланированных АЭС и перенести его в список «умерших». Так, работы по возведению третьего блока бразильской АЭС «Ангра» начались в 1984 году, а в 1986‑м были остановлены. Первый бетон в фундамент залили в мае 2010 года, строительство продолжалось пять лет и снова было приостановлено. Возобновлено в 2022 году и приостановлено в 2023‑м…
Сложная история и у болгарской АЭС «Белене». Два блока начали строить в 1987 году, но в 1990‑м строительство было прекращено. В 2008 году был подписан контракт на строительство, но в 2012 году его опять заморозили. С тех пор было сделано еще несколько неудачных попыток возобновить строительство, однако 11 октября 2023 года правительство приняло решение о том, что АЭС утрачивает статус национального объекта, а процедура выбора стратегического инвестора отменяется.
И все же некоторые проекты достраиваются и начинают работать. Таков, например, блок № 3 АЭС «Моховце» в Словакии. Первый бетон в его фундамент был залит в январе 1987 года, а подключен к сети блок был в январе 2023 года. Перерыв в строительстве составил день в день 25 лет.
Самый яркий пример не сбывшихся грандиозных планов — американское атомное строительство. «После успешной коммерциализации ядерной энергетики в 1960‑х годах Комиссия по атомной энергии ожидала, что к 2000 году в Соединенных Штатах будет работать более 1000 реакторов. Но к концу 1970‑х годов стало ясно, что ядерная энергетика не будет расти столь резко, и в конечном счете было отменено более 120 заказов на реакторы», — сообщается в докладе Nuclear Power: Outlook for New U. S. Reactors Исследовательской службы Конгресса США (The Congressional Research Service, CRS) за 2007 год. Кроме того, по данным CRS, с 1989 по 1998 год 12 коммерческих реакторов были закрыты до истечения срока действия их 40‑летних лицензий, причем Rancho Seco в Калифорнии и Trojan в Орегоне проработали всего 14 и 16 лет соответственно.
Сейчас, по данным МАГАТЭ, статус «досрочно остановленного» присвоен 41 блоку в США. В стране не строится ни одного атомного блока.
Проектов атомных станций, от которых отказались на разных стадиях, от обсуждения до строительства, много во всем мире. Сколько — сказать сложно, точного списка, вероятно, нет. Как минимум, потому, что трудно определить, в какой момент надо перестать включать проект в список запланированных АЭС и перенести его в список «умерших». Так, работы по возведению третьего блока бразильской АЭС «Ангра» начались в 1984 году, а в 1986‑м были остановлены. Первый бетон в фундамент залили в мае 2010 года, строительство продолжалось пять лет и снова было приостановлено. Возобновлено в 2022 году и приостановлено в 2023‑м…
Сложная история и у болгарской АЭС «Белене». Два блока начали строить в 1987 году, но в 1990‑м строительство было прекращено. В 2008 году был подписан контракт на строительство, но в 2012 году его опять заморозили. С тех пор было сделано еще несколько неудачных попыток возобновить строительство, однако 11 октября 2023 года правительство приняло решение о том, что АЭС утрачивает статус национального объекта, а процедура выбора стратегического инвестора отменяется.
И все же некоторые проекты достраиваются и начинают работать. Таков, например, блок № 3 АЭС «Моховце» в Словакии. Первый бетон в его фундамент был залит в январе 1987 года, а подключен к сети блок был в январе 2023 года. Перерыв в строительстве составил день в день 25 лет.
Самый яркий пример не сбывшихся грандиозных планов — американское атомное строительство. «После успешной коммерциализации ядерной энергетики в 1960‑х годах Комиссия по атомной энергии ожидала, что к 2000 году в Соединенных Штатах будет работать более 1000 реакторов. Но к концу 1970‑х годов стало ясно, что ядерная энергетика не будет расти столь резко, и в конечном счете было отменено более 120 заказов на реакторы», — сообщается в докладе Nuclear Power: Outlook for New U. S. Reactors Исследовательской службы Конгресса США (The Congressional Research Service, CRS) за 2007 год. Кроме того, по данным CRS, с 1989 по 1998 год 12 коммерческих реакторов были закрыты до истечения срока действия их 40‑летних лицензий, причем Rancho Seco в Калифорнии и Trojan в Орегоне проработали всего 14 и 16 лет соответственно.
Сейчас, по данным МАГАТЭ, статус «досрочно остановленного» присвоен 41 блоку в США. В стране не строится ни одного атомного блока.
Не «умершие», но…
Тема для отдельного исследования — проекты строительства атомных станций, все-таки доведенные до победного конца, но с огромными сдвигами сроков и как следствие — многократными увеличениями конечной стоимости.
Не будем подробно останавливаться на проектах, находящихся на стадии реализации — например, британской АЭС «Хинкли-Пойнт С» (строится с 2016 года, сроки запуска переносились уже дважды) или блоке № 3 французской АЭС «Фламанвиль» (который планировалось запустить еще в 2011 году). Но вспомним историю финской «Олкилуото». Третий блок станции с реактором EPR мощностью 1600 МВт был подключен к энергосети 12 марта 2022 года, через 12 лет после первоначально запланированного запуска. За 17 лет, прошедших с начала строительства, стоимость энергоблока выросла с € 3,2 млрд до € 12,7 млрд. Среди основных проблем «Олкилуото 3» министерство экономики Финляндии и ядерный регулятор страны STUK назвали ряд технических трудностей и вопросы к безопасности из-за плохого управления проектом и низкого качества изготовления различных компонентов.
Неоднократные задержки привели к ожесточенным спорам о компенсации между заказчиком — финским оператором TVO и генподрядчиком — французской Areva. Последняя в итоге согласилась в марте 2018 года выплатить TVO финансовую компенсацию в размере € 450 млн.
Однако на этом сложности с многострадальным блоком не закончились. В октябре 2022 года выполнение пусковой программы было прервано после обнаружения дефектов на циркуляционных насосах турбинного острова. В феврале 2023 года начало коммерческой работы блока было вновь перенесено (потребовались дополнительные проверки оборудования машзала), и в итоге она началась только в мае. А уже в ноябре 2023 года блок дважды за месяц отключали от сети из-за неисправностей.
И наконец, пара слов еще об одном знаменитом долгострое — третьем и четвертом блоках американской АЭС «Вогл» с реакторами AP‑1000. Оба начали строиться в 2013 году, пуски планировались на 2016 и 2017 годы, изначальная стоимость строительства двух блоков оценивалась в $ 15 млрд. Однако сроки ввода в эксплуатацию неоднократно сдвигались по разным причинам — от технических до пандемии ковида. Росла и стоимость строительства: окончательных цифр пока нет, но, по предварительным оценкам, она составит не менее $ 30 млрд. На этом фоне начались затяжные споры и взаимные претензии акционеров блоков — Georgia Power и Oglethorpe Power Corp. В итоге третий блок был подключен к сети в апреле 2023 года, став первым в США блоком с AP‑1000. «Вогл‑4» был подключен к сети 1 марта 2024 года.
Не будем подробно останавливаться на проектах, находящихся на стадии реализации — например, британской АЭС «Хинкли-Пойнт С» (строится с 2016 года, сроки запуска переносились уже дважды) или блоке № 3 французской АЭС «Фламанвиль» (который планировалось запустить еще в 2011 году). Но вспомним историю финской «Олкилуото». Третий блок станции с реактором EPR мощностью 1600 МВт был подключен к энергосети 12 марта 2022 года, через 12 лет после первоначально запланированного запуска. За 17 лет, прошедших с начала строительства, стоимость энергоблока выросла с € 3,2 млрд до € 12,7 млрд. Среди основных проблем «Олкилуото 3» министерство экономики Финляндии и ядерный регулятор страны STUK назвали ряд технических трудностей и вопросы к безопасности из-за плохого управления проектом и низкого качества изготовления различных компонентов.
Неоднократные задержки привели к ожесточенным спорам о компенсации между заказчиком — финским оператором TVO и генподрядчиком — французской Areva. Последняя в итоге согласилась в марте 2018 года выплатить TVO финансовую компенсацию в размере € 450 млн.
Однако на этом сложности с многострадальным блоком не закончились. В октябре 2022 года выполнение пусковой программы было прервано после обнаружения дефектов на циркуляционных насосах турбинного острова. В феврале 2023 года начало коммерческой работы блока было вновь перенесено (потребовались дополнительные проверки оборудования машзала), и в итоге она началась только в мае. А уже в ноябре 2023 года блок дважды за месяц отключали от сети из-за неисправностей.
И наконец, пара слов еще об одном знаменитом долгострое — третьем и четвертом блоках американской АЭС «Вогл» с реакторами AP‑1000. Оба начали строиться в 2013 году, пуски планировались на 2016 и 2017 годы, изначальная стоимость строительства двух блоков оценивалась в $ 15 млрд. Однако сроки ввода в эксплуатацию неоднократно сдвигались по разным причинам — от технических до пандемии ковида. Росла и стоимость строительства: окончательных цифр пока нет, но, по предварительным оценкам, она составит не менее $ 30 млрд. На этом фоне начались затяжные споры и взаимные претензии акционеров блоков — Georgia Power и Oglethorpe Power Corp. В итоге третий блок был подключен к сети в апреле 2023 года, став первым в США блоком с AP‑1000. «Вогл‑4» был подключен к сети 1 марта 2024 года.
Не взлетевшие, не поплывшие
Ядерные энергетические установки (ЯЭУ) пробовали использовать в самых различных устройствах. Где-то они прижились — например, на ледоколах, подводных лодках и космических аппаратах. Где-то — нет.
Интересный пример — дирижабли. Ко времени расцвета атомных технологий (1960−1970‑е годы) они уже проиграли конкуренцию самолетам, но память о них была жива, и попытки реанимировать технологию предпринимались. Но увы, ядерный реактор оказался слишком тяжелым для дирижабля и требовал очень много подъемного газа. К тому же самолетные технологии стали более совершенными, и ядерные дирижабли дальше идеи не продвинулись.
Пожалуй, самый экзотический и малоизвестный проект — это «Боевой крот». В экспозиции павильона «Атом» в Москве представлена советская подземная лодка с ЯЭУ, которая передвигалась под землей и в теории должна была разрушать подземные бункеры, шахты пусковых установок и пр. Проект долго не получал хода, так как находились более очевидные направления развития военной мысли, но в 1964 году опытную субтеррину все же создали. Предположительно (точных данных не осталось), ее диаметр составлял около 4 метров, длина — 35 метров, у нее был титановый корпус, и она могла развивать среднюю скорость 7 км/ч. Первое испытание прошло успешно, но во время второго, в скальной толще, машина взорвалась, экипаж погиб, а лодка оказалась погребенной в породе. После аварии проект закрыли.
Создание «атомного самолета» тоже не увенчалось успехом. В СССР самолет Ту‑95ЛАЛ построили, и ЯЭУ после многократных усовершенствований вписалась в заданные конструкторами массогабаритные параметры. Самолет летал нормально — было выполнено 34 полета. Однако предложенные механизмы защиты оказались недостаточными. За один вылет пилоты получали такую же дозу облучения, что и работники АЭС за год. «Фонил» и корпус самолета. В итоге разработки прекратили. Главная причина — невозможность обеспечить безопасность в случае падения самолета. Ядерная авария в такой ситуации была бы неминуема. Кроме того, самолет с реактором оказывался слишком дорогим. Проще было дозаправлять самолеты в воздухе. А в военном деле более перспективными стали баллистические ракеты высокой дальности. В США проект самолета с ЯЭУ на базе Convair В‑36 тоже заглох по аналогичным причинам.
Ядерные энергетические установки (ЯЭУ) пробовали использовать в самых различных устройствах. Где-то они прижились — например, на ледоколах, подводных лодках и космических аппаратах. Где-то — нет.
Интересный пример — дирижабли. Ко времени расцвета атомных технологий (1960−1970‑е годы) они уже проиграли конкуренцию самолетам, но память о них была жива, и попытки реанимировать технологию предпринимались. Но увы, ядерный реактор оказался слишком тяжелым для дирижабля и требовал очень много подъемного газа. К тому же самолетные технологии стали более совершенными, и ядерные дирижабли дальше идеи не продвинулись.
Пожалуй, самый экзотический и малоизвестный проект — это «Боевой крот». В экспозиции павильона «Атом» в Москве представлена советская подземная лодка с ЯЭУ, которая передвигалась под землей и в теории должна была разрушать подземные бункеры, шахты пусковых установок и пр. Проект долго не получал хода, так как находились более очевидные направления развития военной мысли, но в 1964 году опытную субтеррину все же создали. Предположительно (точных данных не осталось), ее диаметр составлял около 4 метров, длина — 35 метров, у нее был титановый корпус, и она могла развивать среднюю скорость 7 км/ч. Первое испытание прошло успешно, но во время второго, в скальной толще, машина взорвалась, экипаж погиб, а лодка оказалась погребенной в породе. После аварии проект закрыли.
Создание «атомного самолета» тоже не увенчалось успехом. В СССР самолет Ту‑95ЛАЛ построили, и ЯЭУ после многократных усовершенствований вписалась в заданные конструкторами массогабаритные параметры. Самолет летал нормально — было выполнено 34 полета. Однако предложенные механизмы защиты оказались недостаточными. За один вылет пилоты получали такую же дозу облучения, что и работники АЭС за год. «Фонил» и корпус самолета. В итоге разработки прекратили. Главная причина — невозможность обеспечить безопасность в случае падения самолета. Ядерная авария в такой ситуации была бы неминуема. Кроме того, самолет с реактором оказывался слишком дорогим. Проще было дозаправлять самолеты в воздухе. А в военном деле более перспективными стали баллистические ракеты высокой дальности. В США проект самолета с ЯЭУ на базе Convair В‑36 тоже заглох по аналогичным причинам.
Некоторые выводы
Мы привели лишь несколько любопытных примеров материалов, технологий и проектов мировой атомной отрасли, попавших на «кладбище». На самом деле их гораздо больше. О некоторых тупиковых ветвях эволюции знают только специалисты, потому что идеи рождаются, обсуждаются — и часть из них неизбежно отбрасывается. Что ж, это естественный процесс. Можно, например, вспомнить, что в сфере стартапов до стадии производства доходит лишь один из 100, а то и из 200 проектов.
Причины отказа от использования различны: физические свойства материалов, выбор в пользу не самых эффективных технологий, политические предпочтения, наконец, ошибки. Но, как показывает пример советской и российской атомной отрасли, через «кладбище» проектов и идей вполне можно проложить тропинку к перспективным и работоспособным технологиям, строить безопасные АЭС, постепенно замыкать ядерный топливный цикл, максимизируя природный энергетический потенциал урана, создавать новые реакторные технологии и возводить науку и технологии на все бо́льшую высоту.
Мы привели лишь несколько любопытных примеров материалов, технологий и проектов мировой атомной отрасли, попавших на «кладбище». На самом деле их гораздо больше. О некоторых тупиковых ветвях эволюции знают только специалисты, потому что идеи рождаются, обсуждаются — и часть из них неизбежно отбрасывается. Что ж, это естественный процесс. Можно, например, вспомнить, что в сфере стартапов до стадии производства доходит лишь один из 100, а то и из 200 проектов.
Причины отказа от использования различны: физические свойства материалов, выбор в пользу не самых эффективных технологий, политические предпочтения, наконец, ошибки. Но, как показывает пример советской и российской атомной отрасли, через «кладбище» проектов и идей вполне можно проложить тропинку к перспективным и работоспособным технологиям, строить безопасные АЭС, постепенно замыкать ядерный топливный цикл, максимизируя природный энергетический потенциал урана, создавать новые реакторные технологии и возводить науку и технологии на все бо́льшую высоту.
Плавучая АЭС «Стургис»*
Этот проект нельзя однозначно отнести к «похороненным», но упомянуть о нем необходимо: думается, что потенциал американской плавучей атомной станции в полной мере реализован не был. Да и проработал реактор гораздо меньше, чем мог бы.
Итак, в конце 1950‑х годов инженерный корпус армии США получил разрешение на строительство военных АЭС: двух стационарных водяных реакторов под давлением SM‑1 и SM‑1A и плавучей АЭС «Стургис» с реактором MH‑1A с водой под давлением. В 1963 году судно Charles H. Cugle постройки времен Второй мировой войны было изъято из состава резервного флота для конвертации в мобильный источник электроэнергии мощностью более 10 МВт. С судна удалили гребную установку, а его среднюю часть заменили на энергостанцию, включавшую ядерную установку, основное оборудование первого и второго контуров охлаждения, электрическое оборудование.
АЭС «Стургис» начала эксплуатироваться в 1967 году в Форт-Белвуаре (штат Виргиния). Через год его отбуксировали к озеру Гатун в зоне Панамского канала, где станция приступила к генерации электричества для военного и гражданского использования.
Впоследствии компания Панамского канала приобрела дополнительные стационарные мощности, и в 1976 году было принято решение о нецелесообразности дальнейшей эксплуатации АЭС «Стургис». Плавучую станцию отбуксировали обратно в Форт-Белвуар, причем из-за урагана во время перехода станция получила повреждения. По прибытии из реактора выгрузили топливо, была проведена частичная дезактивация и герметизация энергоустановки. В конце концов АЭС «Стургис» была направлена на финальную стоянку на реке Джеймс. Суммарное время эксплуатации МН‑1А составило почти пять лет со средним КИУМ 0,54.
*по информации портала Atominfo.ru, опубликовавшего сокращенный перевод доклада, сделанного представителями инженерного корпуса армии США на конференции «Обращение с отходами» в 2002 году.
Итак, в конце 1950‑х годов инженерный корпус армии США получил разрешение на строительство военных АЭС: двух стационарных водяных реакторов под давлением SM‑1 и SM‑1A и плавучей АЭС «Стургис» с реактором MH‑1A с водой под давлением. В 1963 году судно Charles H. Cugle постройки времен Второй мировой войны было изъято из состава резервного флота для конвертации в мобильный источник электроэнергии мощностью более 10 МВт. С судна удалили гребную установку, а его среднюю часть заменили на энергостанцию, включавшую ядерную установку, основное оборудование первого и второго контуров охлаждения, электрическое оборудование.
АЭС «Стургис» начала эксплуатироваться в 1967 году в Форт-Белвуаре (штат Виргиния). Через год его отбуксировали к озеру Гатун в зоне Панамского канала, где станция приступила к генерации электричества для военного и гражданского использования.
Впоследствии компания Панамского канала приобрела дополнительные стационарные мощности, и в 1976 году было принято решение о нецелесообразности дальнейшей эксплуатации АЭС «Стургис». Плавучую станцию отбуксировали обратно в Форт-Белвуар, причем из-за урагана во время перехода станция получила повреждения. По прибытии из реактора выгрузили топливо, была проведена частичная дезактивация и герметизация энергоустановки. В конце концов АЭС «Стургис» была направлена на финальную стоянку на реке Джеймс. Суммарное время эксплуатации МН‑1А составило почти пять лет со средним КИУМ 0,54.
*по информации портала Atominfo.ru, опубликовавшего сокращенный перевод доклада, сделанного представителями инженерного корпуса армии США на конференции «Обращение с отходами» в 2002 году.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ