«Оживший» БН-800: Реактор будущего или пережиток прошлого?

ingressimage_Bn800-01.jpg Photo: Фото: Сергей Тен/ vk.com/belnpp

В конце июня на четвертом блоке Белоярской АЭС был произведен физический пуск реактора БН-800, – реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, – строительство которого началось в 1983 году. В реакторе планируют использовать МОКС-топливо (от англ. mixed-oxide fuel) – т.е. топливо на смеси оксидов плутония и урана. Единственный в России реактор такого типа, БН-600, действует там же с 1980 года, однако на нем МОКС-топливо не используется.

Для изготовления МОКС-топлива используется плутоний, выделяемый из отработавшего ядерного топлива, а также оружейный плутоний, что позволяет разработчикам технологии реакторов на быстрых нейтронах говорить о ликвидации ядерных отходов и наследия холодной войны. При этом реактор, работающий на МОКС-топливе, производит больше плутония, чем потребляет, в связи с чем называется также реактором-размножителем, или бридером (от англ. breed). В репортаже от 27 июня, рассказывая о запуске управляемой цепной реакции на БН-800, агентство РИА Новости сообщает о том, что реактор «должен стать прототипом промышленных реакторов для атомной энергетики будущего», и что энергоблоки с «быстрыми» реакторами призваны «не только существенно расширить топливную базу атомной энергетики», но и замкнуть ядерный цикл, минимизировав ядерные отходы.

РИА Новости также сообщает, ссылаясь на эксперта по атомной энергетике, главного редактора портала Atominfo.ru Александра Уварова, что выдача в сеть электроэнергии с БН-800 должна начаться «в ближайшие месяцы после того, как состоится энергетический пуск». Ранее, говорится в репортаже, заместитель генерального директора госкорпорации «Росатом» Александр Локшин сообщил журналистам, что энергопуск четвертого блока Белоярской АЭС ожидается в октябре. Согласно пресс-релизу эксплуатирующей организации, Концерна «Росэнергоатом», выход на номинальную мощность ожидается в 2015 году.

23 июля, по сообщению Газеты.ru, на станции завершили загрузку топлива в БН-800.

Уваров, как рассказывает репортаж РИА Новости, считает, что «важность пуска БН-800 трудно переоценить»: «Это не первый «быстрый» реактор в мире и нашей стране. Но он стал первым быстрым реактором, построенным и пущенным Россией. Приятно видеть, что наши атомщики бережно сохранили накопленный по «быстрому» направлению опыт СССР и успешно его развивают […]» – сказал Уваров агентству.

В пресс-релизе Росэнергоатома также говорится об «особой значимости» пуска БН-800 «не только для России, но и в мировом масштабе, поскольку реакторы на быстрых нейтронах являются перспективным направлением развития атомной энергетики в целом ряде стран». Директор Белоярской АЭС Михаил Баканов, сообщается в пресс-релизе, назвал физический пуск реактора «долгожданным праздником для всех нас» и выразил уверенность в том, что «БН-800 будет работать надёжно, как и его предшественник БН-600», на третьем энергоблоке Белоярской АЭС.

Однако экологи напоминают о многочисленных инцидентах, ставящих под сомнение надежность БН-600, и обращают внимание на то, что в ведущих атомных странах, активно развивавших энергетические плутониевые технологии, эксплуатация бридерных реакторов также сопровождалась многочисленными проблемами и дальнейшие разработки по этому направлению были свернуты. По мнению экологов, запуск БН-800 означает продолжение опасного опыта – сжигания плутония из демонтированных ядерных боеголовок в реакторе, спроектированном несколько десятилетий назад, по технологии, нигде в мире не увенчавшейся успехом, что в случае нештатной ситуации может привести к плутониевому загрязнению Свердловской и сопредельных областей.

В прошлом октябре более 40 ученых, журналистов и представителей экологических и других общественных организаций подписали общую позицию по использованию атомной энергии, в которой, в частности, решительно выступили против технологий, нарабатывающих плутоний, и использования энергетических технологий с уран-плутониевым топливом.

«Полностью разделяю тревогу экологической общественности по поводу планов Росатома об использовании оружейного плутония в качестве топлива для АЭС. Я понимаю желание атомщиков закольцевать ядерный цикл, создать безотходное производство, но это авантюрная идея, сопоставимая с мечтой о создании вечного двигателя. Совершенно не подготовленные эксперименты с оружейным плутонием свидетельствуют о том, что и без того небезопасная российская атомная энергетика вступает в еще более опасную стадию», – сказал еще в 2010 году изданию «Уральский рабочий» профессор, академик РАН Алексей Яблоков, комментируя представленный в Екатеринбурге доклад группы «Экозащита!» «Российская плутониевая программа: ядерные отходы, аварии и бессмысленные расходы».

По мнению председателя правления Экологического правозащитного центра «Беллона» Александра Никитина, «полностью замкнуть цикл не удастся».

«Неизвестно насколько успешными будут новые технологии переработки ОЯТ, которые будут испытываться на ОДЦ (опытно-демонстрационном центре) в Железногорске. Если эти технологии будут такими же «грязными» как и технологии «Маяка», то этот эксперимент можно будет считать провальным, а деньги – выкинуты[ми] на ветер», – прокомментировал Никитин «Беллоне».

Плутоний является одним из самых опасных веществ, как по своей общей химической токсичности, так и по степени радиационного поражения внутренних органов и тканей. Основной риск от облучения оружейным плутонием связан с его вдыханием, оседанием на слизистых и в крови и накапливанием в тканях и внутренних органах (50% плутония откладывается в костной ткани, 30% – в печени), что влечет за собой вероятность развития раковых заболеваний. Аэрозольный плутоний может переноситься на значительные расстояния и накапливаться в почве. В России уже есть загрязненные плутонием территории, в частности в окрестностях Горно-химического комбината (ГХК) в Красноярском крае и ПО «Маяк» в Челябинской области.

bodytextimage_techa.jpg Photo: Фото: Алла Слаповская, Алиса Никулина/ «Экозащита»/ Фонд Генриха Белля

Экологические организации в России выступают против сжигания оружейного плутония в реакторах с конца 1990-х годов. В результате подписанного в 2000 году между Россией и США договора о сокращении ядерных вооружений и демонтажа ядерных боеголовок у каждой стороны образовалось по 34 тонны оружейного плутония, подлежащего окончательному выводу из обращения. Российские атомщики отвергли идею остекловывания, в результате которого оружейный плутоний был бы утилизирован без возможности дальнейшего извлечения, и предложили использовать его в качестве топлива для реакторов. Так родилась российская плутониевая программа, предполагающая строительство заводов по производству МОКС-топлива в обеих странах и сжигание его в российских реакторах на быстрых нейтронах, реализация которой планировалась на 2007-2024 годы.

И вот в июне 2014 года запущена реакция на реакторе БН-800, а до конца года, согласно июньскому сообщению ИТАР-ТАСС, на также находящемся в ведении «Росатома» Горно-химическом комбинате в Красноярском крае готовы начать производство МОКС-топлива. На проектную мощность линия по производству МОКС-топлива должна выйти к 2016 году, сообщает агентство со ссылкой на генерального директора ГХК Петра Гаврилова.

Между тем, технология «замкнутого ядерного цикла», в том числе с использованием МОКС-топлива в бридерных реакторах, за 60 лет разработок не смогла найти применения в других странах: попытки предпринимались, но потерпели крах. Например, в Германии построенный в 1985 году экспериментальный «быстрый» реактор SNR-300 в Калкаре не эксплуатировался ни дня (так же, как и завод по производству МОКС-топлива в Ханау), сейчас там находится парк развлечений.

Опытный «быстрый» реактор Монжу в Японии был остановлен вскоре после запуска из-за вызвавшей пожар утечки натрия, а когда через 15 лет, в 2010 году, его попытались запустить вновь в тестовом режиме, во время перегрузки топлива в корпус реактора уронили 3,3-тонную перезагрузочную машину, которая сразу утонула в жидком натрии. Наконец, в 2014 году Япония решила окончательно отказаться от эксперимента на быстрых нейтронах и демонтировать Монжу, сообщил в феврале сайт Российского атомного общества. Японская АЭС, говорится в сообщении, «отработала очень короткий период, больше находясь в стадии ремонтов и наладки, требуя лишь больших денежных средств на своё содержание и не принося какой-либо прибыли».

Французский промышленный реактор на быстрых нейтронах «Суперфеникс», запущенный в 1985 году, был после ряда аварий и критических ситуаций остановлен уже в 1991-м, а в 1997-м Франция окончательно отказалась от попыток его эксплуатации. Работа его предшественника, маломощного «Феникса», пущенного в 1973 году и действовавшего в качестве исследовательского реактора до 2009 года, сопровождалась утечками натрия, пожарами, снижениями реактивности и долгими простоями.

«Произошедшее – не выход из строя технического устройства, а несостоятельность плутониевой системы», – отметил в 2000 году по поводу остановки «Суперфеникса» известный эксперт в области атомной энергетики Майкл Шнайдер (Mycle Schneider), тогдашний директор парижского отделения Всемирной информационной службы по энергетике (WISE).

Что касается предшественника БН-800, «быстрого» реактора БН-600 – уже четыре года остающегося в эксплуатации сверх проектного срока, – то и он, как указывают экологи, демонстрирует ненадежность в работе.

Как писали авторы доклада «Российская плутониевая программа» в 2010 году, «[о]дна из серьезных проблем, возникающих при эксплуатации БН-600, это принципиальная возможность межконтурной неплотности парогенераторов натрий-вода, течи натрия. За время эксплуатации блока было выявлено 12 межконтурных неплотностей, произошло 27 течей, пять из них на системах с радиоактивным натрием, 14 сопровождались горением натрия, пять были вызваны неправильным ведением ремонтных работ или операциями ввода/вывода в ремонт».

«На Белоярской АЭС сейчас проходят то, что во Франции проходили 30 лет назад: за 30 лет эксплуатации реактора БН-600 на нем произошло 30 инцидентов, связанных с утечкой натрия и пожарами», – сказал «Беллоне» сопредседатель группы «Экозащита!» Владимир Сливяк.

bodytextimage_Savannah-River-0000121.jpg Photo: Фото: moxproject.com

Бридерные реакторы, разработка которых началась в 40-е годы прошлого века в США и была подхвачена Советским Союзом, Японией, Индией, Великобританией и Германией, – изначально с целью нейтрализовать потенциальный риск исчерпания запасов урана в условиях предполагаемого роста атомных энергетических мощностей по всему миру, а затем для решения проблемы утилизации отработавшего топлива – так и не смогли оправдать возложенных на них ожиданий: они так и не стали ни более экономически конкурентоспособными, ни более надежными и безопасными, чем легководные реакторы, которые получили повсеместное применение. Об этом говорится в докладе «Программы быстрых бридерных реакторов: История и статус», подготовленном Международной комиссией по делящимся материалам (International Panel on Fissile Materials, IPFM) в 2010 году. Отдельным риском стала угроза ядерного распространения, связанная с извлечением и повторным использованием плутония, которая также не была решена, пишут авторы доклада. (Как указывает примечание к исследованию, автор главы о развитии «быстрых» реакторов в СССР и России «не разделяет пессимистичных выводов о будущем» этого типа реакторов, изложенных в первой, обзорной главе доклада. Впрочем, в главе о советско-российской программе также приводятся данные об инцидентах с утечками и возгоранием натрия на БН-600 – самая крупная утечка составила 1000 л – и признается, что вопросы безопасности с самого начала программы вызывали обеспокоенность у ее руководителей).

Поскольку для производства топлива для бридерных реакторов плутоний извлекается из отработавшего ядерного топлива – в ходе переработки ОЯТ, – этот материал становится более доступным для охотников изготовить ядерную бомбу. Индия оправдывала собственную программу переработки ОЯТ заинтересованностью в «быстрых» реакторах, но первую партию выделенного плутония в 1974 году использовала для «мирного ядерного взрыва». За десятки лет переработки ОЯТ в мечтах о «быстрых» реакторах во Франции, Великобритании, Индии, Японии и России было к 2010 году накоплено примерно 250 тонн извлеченного плутония, пригодного для изготовления ядерного оружия, говорится в докладе IPFM.

США пытались обойти проблему нераспространения путем смешивания извлеченного плутония с другими трансурановыми элементами, но уровень излучаемой смесью гамма-радиации по-прежнему оставался в сто раз ниже уровня, который по стандартам Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) признан «самозащищающим» от кражи, и в тысячи раз ниже уровня, окружающего плутоний, содержащийся в отработавшем топливе. Департамент энергетики США отказался от этой идеи, а впоследствии и от идеи производства МОКС-топлива.

В марте нынешнего года администрация президента Барака Обамы предложила заморозить строительство завода по производству МОКС-топлива Саванна Ривер Сайт в Южной Каролине, сооружение которого планировалось в рамках выполнения условий двустороннего договора с Россией по утилизации оружейного плутония с 2007 года и уже обошлось в 8 млрд долларов. По информации Associated Press, строительство завода, пуск которого намечен на 2016 год, продолжится до конца финансового года, т.е. до конца сентября, однако правительство намерено в конечном итоге приостановить проект: по мнению администрации, проект обходится слишком дорого, и следует найти другой метод утилизации плутония. Вероятная стоимость проекта, по оценкам федеральных властей, составляет 30 млрд долларов. Среди альтернативных вариантов, говорится в репортаже, – сжигание в быстрых реакторах, которых на данный момент в США нет (общая стоимость строительства и эксплуатации оценивается в более чем 50 млрд долларов), обезвреживание плутония путем смешивания с другими отходами (более 16 млрд долларов), остекловывание или использование в другом типе реакторов (более 30 млрд долларов каждый).

Союз обеспокоенных ученых (The Union of Concerned Scientists, UCS) поддержал решение администрации: «Обращение [оружейного] плутония в форму, непригодную для кражи или повторного использования в ядерном оружии, – важная долгосрочная цель. Но МОКС-программа значительно повысила бы краткосрочные риски, делая плутоний более доступным для кражи террористами во время переработки, транспортировки или хранения на площадках АЭС». 

Галина Рагузина

ragunna@gmail.com