Репроцессинг плутония: в ожидании роста или при последнем издыхании?

By Klaus Janberg: RUS, Baldev Raj: RUS, P.R.Vasudeva Rao: RUS, Hui Zhang: RUS, April 23, 2015

Некоторые обозреватели полагают, что репроцессинг плутония находится на пороге еще более широкого распространения, - в то время как другие специалисты убеждены, что уже близок конец такой практики. Главным возражением против репроцессинга всегда была опасность распространения ядерного оружия, однако сторонники убеждают нас в том, что сегодня, когда технологии обогащения урана более доступны, репроцессинг плутония более не является эффективным способом изготовления ядерного оружия. Защитники репроцессинга также декларируют безопасность энергетического сектора, которую переработка плутония может предоставить для стран, не обладающий природными запасами урана, а также упоминают уменьшение количества высокорадиоактивных отходов, достигаемого путем репроцессинга. Оппоненты же парируют тем, что репроцессинг плутония обеспечивает незначительную выгоду в снижении объемов отходов и, в любом случае, не имеет особого экономического смысла. Принимая во внимание все возникающие таким образом проблемы, - от распространения ядерного оружия и радиоактивных отходов до цены вопроса, - как следует странам подходить к проблеме репроцессинга плутония?

Round 1

Репроцессинг в Китае: Длительный и рискованный путь

By Hui Zhang: RUS | Apr 23, 2015

С 1983 года закрытый топливный цикл был официальным элементом китайской политики по ядерной энергетике. Согласно мнению защитников этой теории, репроцессинг плутония и реакторы-размножители приведут к полной утилизации урановых запасов Китая, значительно уменьшат объемы радиоактивных отходов, которые необходимо было бы хранить в подземных хранилищах, а также установят способ для избавления от отработанного топлива, скапливающегося в бассейнах китайских реакторов. Но попытки Пекина разработать коммерчески рентабельные репроцессинговые предприятия и реакторы-размножители постоянно сопровождались техническими сложностями, серьезными задержками и превышением заявленной стоимости. В настоящий момент, – особенно принимая во внимание обильные урановые запасы Китая и свободный доступ к дополнительным запасам в других странах, кажется, что репроцессинг и реакторы на быстрых нейтронах являются достаточно сомнительным направлением для развития китайского энергетического сектора.

Далеко от выполнения плана. В 1986 году Государственный совет Китая одобрил строительство экспериментального гражданского репроцессингового завода на ядерном комплексе Цзюцюань в провинции Гансу. Строительство завода с проектной производительностью 50 метрических тонн тяжелого металла в год началось в 1998 году и закончилось в 2005. Но в процесс строительства постоянно вмешивались трудности, отсрочки и превышение проектных затрат. Наконец В 2010 году прошли испытания на реальном топливе – через 24 года после утверждения проекта. И даже после этого, в первые 10 дней работы и отделения менее 14 килограммов плутония, были обнаружены новые проблемы. На конец февраля 2015 года репроцессинг так и не был возобновлен. Существуют признаки, что, по возобновлении работы, ежегодный объем репроцессинга завода будет намного меньше первоначально запланированных 50 метрических тонн.

Отдельно от этого процесса, с 2007 года Национальная китайская ядерная Корпорация (CNNC) Ведет переговоры с французской Компанией «Арева» по поводу покупки промышленного завода репроцессинга, способного производить 800 тонн тяжелого металла в год. Был подписан ряд соглашений, но камнем преткновения стал вопрос цены. К тому же китайские эксперты не сходятся во мнениях по поводу того, нужно ли Китаю вообще импортировать репроцессиноговый завод промышленного типа. Некоторым хотелось бы ускорить этот контракт, в то время как другие полагают, что Китаю следует отдавать предпочтение внутренним технологиям для того, чтобы оставаться независимым. Действительно, еще во время переговоров с «Аревой», CNNCначала проектировать демонстрационный репроцессинговый завод среднего размера, используя в качестве базы экспериментальную станцию. Предложение не было одобрено правительством, но в любом случае будущее контракта с «Аревой» остается неясным.

Параллельно с разработкой пилотного репроцесингового завода, Китай работает над созданием коммерчески рентабельных реакторов-размножителей. Согласно плану, действовавшему до 2013 года, развитие реакторов-размножителей должно быть трехступенчатым процессом. Первая стадия должна была завершить проект, известный как «Экспериментальный китайский реактор на быстрых нейтронах». Вторая стадия подразумевает постройку к 2020 году нескольких демонстрационных ректоров на быстрый нейтронах. И, наконец, коммерчески рентабельные реакторы на быстрых нейтронах должны быть введены в эксплуатацию около 2030 года. Выполнение планов всегда отставало от графика.

Экспериментальный китайский реактор на быстрых нейтронах является реактором с натриевым охлаждением и использованием технологий, разработанных для российского реактора БН-600. Этот проект, с запланированной мощностью 20 мегаватт, был утвержден в 1995 году. Строительство началось в 2000 году. Так же как и в случае с пилотным репроцессинговым заводом, в ходе строительства экспериментального реактора на быстрый нейтронах возникло множество трудностей. Предварительные сметы капитальных затрат были дважды изменены, при этом каждая следующая смета удваивала предыдущую стоимость. Реактор вышел на критическую мощность в июле 2010 года и к июлю 2011 года 40% его полной мощности было подключено к электросистеме. Однако за оставшийся период 2011 года реактор работал только 26 часов и произвел эквивалент одного целого киловатт-часа. И только в декабре 2014 года удалось вывести реактор на полную мощность, на которой он работал 72 часа. Таким образом, от утверждения проекта до работы на полную мощность прошло 19 лет.

Что касается второй стадии плана, предшествующей 2013 году, в 2009 году CNNCподписала соглашение с российским Росатомом на совместное строительство в Китае двух копий российского реактора на быстрых нейтронах БН-800. Но до сих пор Пекин официально не утвердил этот проект. Так же как и в случае с французским репроцессинговым заводом, китайские эксперты жаловались, что Россия требует слишком высокую цену. Неясно, когда проект состоится – если состоится вообще. Вместо этого, в 2013 году CNNCначала концентрироваться на разработке своего собственного 600-мегаваттного китайского реактора на быстрый нейтронах (CFR-600). Начало строительства планируется в 2017 году, ввод в эксплуатацию – в 2023, – но опять же, проект еще не одобрен правительством.

Эксперты CNNCс 2013 года продолжают требовать ускорения разработки первого китайского коммерчески рентабельного реактора на быстрых нейтронах, 1000-мегаваттного реактора, дизайн которого базируется на опыте, полученном при работе с реактором CFR-600. Однако эксперт из CNNCЧжунмао Гу, – сторонник закрытого топливного цикла, – заявил на недавнем семинаре по восточно-азиатской ядерной энергии, что «Китаю необходимо, по крайней мере, еще 20-30 лет усиленной работы, прежде чем системы энергетических реакторов на быстрых нейтронах станут рентабельными, а впереди лежит еще много неясностей. Мы не способны представить себе ясную картину на 20 лет вперед».

Зачем спешить? Необходимо ли Китаю продолжать преследовать планы по строительству реакторов на быстрых нейтронах и коммерчески рентабельному репроцессингу? Существует ряд весомых причин, которые говорят о том, что с этого пути следует сойти. Во-первых, потому, что китайские энергетические реакторы построены относительно недавно, и в следующие два десятилетия на Пекин будет оказываться достаточно малое давление в вопросе сокращения отработанного топлива. Отработанное топливо может безопасно храниться, – при этом за низкую цену, – в сухих контейнерах, – или от него можно безопасно избавляться в глубоких геологических могильниках.

Во-вторых, в обозримом будущем Китаю не грозит дефицит запасов урана. Обнаруженные запасы страны увеличились в три раза между 2003 и 2012 годами, до 265500 метрических тонн (с 77000 метрических тонн). Потенциальные урановые запасы Китая достигают более чем 2 миллионов тонн. Недавно Пекин обеспечил себя также и зарубежными источниками урана, – в три раза большими, чем собственные обнаруженные урановые запасы. Дополнительные источники могут с легкостью быть приобретены в будущем.

Как бы то ни было, цена урана составляет только малый процент от стоимости электроэнергии, которую производят реакторы. Выражаясь простым языком, цена урана не возрастет в обозримом будущем до уровня, который оправдал бы стоимость репроцессинга и реакторов-размножителей. Если же Китай озаботится возможными перебоями в поставках урана, он может легко и недорого накопить «стратегический» урановый запас.

Китай должен тщательно изучить опыт тех стран, которые запустили крупные программы репроцессинга и построили демонстрационные реакторы-размножители с перспективой коммерческой рентабельности таких реакторов. В этих странах реакторы не вышли на уровень доходности, – однако повлекли за собой расходы на очистку площадок для репроцессинга и удаления отделенного плутония. Для Китая нет насущной необходимости идти таким рискованным путем.

Переработка плутония намного дороже, при этом менее безопасна, чем работа с легководными реакторами однократного топливного цикла. Что касается радиоактивных отходов, безопасным, универсальным и недорогим способом является хранение в сухих контейнерах, что на многие десятилетия может отсрочить необходимость как репроцессинга отработанного топлива, так и прямой его ликвидации, – тем самым предоставляя технологиям время для дополнительного развития. У Китая нет убедительных оснований для строительства репроцессинговых мощностей промышленного масштаба или же плутониевых реакторов-размножителей.

Замкнутый топливный цикл как условие жизнеспособности ядерной энергетики

By Baldev Raj: RUS, P.R.Vasudeva Rao: RUS | Apr 23, 2015

Вопрос репроцессинга и утилизации урана и плутония – это предмет жарких споров последних десятилетий во многих странах. Несколько стран, – включая США, Великобританию, Францию, Индию, Японию, Россию и другие, – уже разработали технологии для репроцессинга и утилизации. Особая группа стран, включая Индию, избрали политику устойчивого развития, решив использовать репроцессинг и утилизацию отработанного топлива. Эти страны стали следовать такой политике не только из-за обеспокоенности ограниченными запасами урана, но также и потому, что они видят в репроцессинге и утилизации наилучший способ достижения длительной жизнеспособности атомной промышленности.

В самом деле, для таких стран как Индия и Китай широкое распространение ядерной энергии не может стать устойчивым без репроцессинга и переработки. Запасы урана у этих стран ограничены. В ближайшее время торий вряд ли сможет стать ценным ресурсом для производства энергии. Держать большие объемы высокоактивных отходов в хранилищах нецелесообразно. В других странах, например, во Франции, имеются программы репроцессинга и утилизации ядерных отходов, а Россия работает над пирометаллургической обработкой для производства уран-плутонивого смешанного оксидного топлива для своего реактора БОР-60.

Многие критики репроцессинга считают, что мировые запасы урана являются адекватными и поэтому закрытие топливного цикла не является насущной необходимостью. Это недальновидная точка зрения. Запасы урана, доступные на Земле, – будь то в земной коре или в водах океанов, – конечны, и поэтому энергия деления не возобновляема. Единственная тема для обсуждения в этом вопросе – каковы запасы урана и как долго они продлятся. «Красная книга» запасов урана, изданная Международным агентством по атомной энергетике и Агентством по ядерной энергии, показывает, что на 2013 год доступные мировые запасы урана составляли около 7,6 миллиона метрических тонн, – что при сегодняшней интенсивности потребления хватит на 150 лет. Однако потребление неминуемо увеличится, поскольку все больше стран обращается к ядерной энергии для удовлетворения своих энергетических запросов.

Если не принимать во внимание те источники урана, которые могут быть найдены в будущем, а также будущие темпы роста ядерной энергетики, можно заключить, что энергия расщепления на основе урана при любых сценариях не может продлиться более, чем несколько веков. А это не так уж много – если измерять его относительно сроков, в пределах которых человечество предполагает просуществовать. Мы, авторы, полагаем, что сегодняшнее поколение несет ответственность перед поколениями будущего и не должно истощать мировые запасы урана. Это значит, что уран не следует списывать в качестве отходов после того, как был использовать всего лишь один процент его энергетического потенциала, – как это происходит сейчас. Напротив, следует использовать репроцессинг и переработку с тем, чтобы для производства энергии расщепления использовалось 75% урана (или больше). По сравнению с однократным использованием урана, репроцессинг и переработка обладают потенциалом в 50 раз увеличить срок, в течение которого человечество может получать энергию расщепления из урановых источников.

Некоторые страны, – а особенно Индия, Франция, Россия и Китай, – пришли к выводу, что для их будущих ядерных программ важными станут реакторы на быстрых нейтронах (которые для выработки электроэнергии могут использовать плутоний и обедненный уран, производимые в термических реакторах). Из шести концепций по инновационным системам атомной энергетики, разработанных на Международном форуме «Поколение-4» (совместно организованным правительствами 13 государств), четыре имеют отношение к реакторам на быстрых нейтронах. Несмотря на это, все еще продолжают возникать аргументы против репроцессинга и переработки.

К таким аргументам относятся – помимо заявлений о том, что запасы урана останутся адекватными в обозримом будущем, – предполагаемая незрелость технологий, возможная высокая цена и опасность распространения ядерного оружия. Однако технологии, имеющие отношение к изготовлению и утилизации реакторного топлива разработаны в достаточно большом объеме (хотя только в отдельных странах). Франция и Индия – пройдя через длительный процесс научно-исследовательских работ, при стабильной государственной политике и успешном внедрении усовершенствованных станций, – продемонстрировали безопасность, зрелость и приемлемую стоимость репроцессинга и утилизации плутония. В то же самое время в схему топливного цикла легко встраивается защита от использования плутония в военных целях. Возможно спроектировать такие схемы разделения, где уран и плутоний воссоздаются вместе из облученного ядерного топлива, – при этом не производя чистого плутония, причины озабоченности в свете распространения ядерного оружия. Пирометаллургическая обработка, которая глубоко изучалась в США и России, достигает меньшей степени деконтаминации продуктов расщепления, чем водные процессы, основанные на методе «PUREX» (аббревиатура от “Plutonium URanium EXtraction” – «выделение урана и плутония»), который был основой ядерной индустрии до сего дня. Таким образом может быть достигнута имманентная защита от распространения ядерного оружия. Опасность распространения ядерного оружия более не может служить убеждающим фактором для использования однократного топливного цикла.

Вопрос отходов. Работа с ядерными отходами является единственной гранью ядерной энергетики, на которой особо концентрирует внимание широкая общественность. Однократный топливный цикл представляет собой в этом отношении две серьезные проблемы. Прежде всего потому, что такой цикл подразумевает утилизацию урана и плутония после всего лишь однократного использования, в результате чего накапливается огромный объем отходов. Это вызывает увеличивающийся спрос на специальные хранилища и требует нецелесообразно долгого времени, в течение которого за ними необходимо наблюдать, – а такой ход вещей, скорее всего, никогда не понравится общественности. Во-вторых, свои ядерные мощности строит значительное количество стран, но у большинства из них нет своих географически подходящих площадок для хранения облученного топлива. Кому, таким образом, придется нести бремя заботы об отработанном топливе, которое будут производить все эти новые ядерные станции?

При расчете различных подходов к топливному циклу необходимо принимать во внимание все вышеупомянутые моменты. Обычно сравнивают стоимость переработки со стоимостью однократного топливного цикла, предполагая, что цена урана не изменится. Но даже при условии, что цена урана останется стабильной в течение столетий, – что представляется сомнительным, – все равно необходимо принимать во внимание более высокую стоимость обслуживания отходов однократного топливного цикла. Также нельзя упускать из вида дополнительный вред окружающей среде, связанный с огромным количеством требований по горным разработкам при использовании однократного топливного цикла. Если же перерабатывать уран и плутоний, то относительно одной единицы произведенной электроэнергии потребуется добыча меньшего количества урана. Такой целостный подход к вопросу стоимости демонстрирует, что репроцессинг не является исключительно дорогим делом, как это часто изображается, но является вполне конкурентоспособным.

Как я изменил свое мнение о перспективах репроцессинга плутония

By Klaus Janberg: RUS | Apr 23, 2015

Клаус Янберг, инженер-ядерщик на пенсии, начал свою карьеру проектировщиком реакторов на быстрых нейтронах и плутониевом топливе, а закончил ее управляющим компании «GNS», разрабатывающей защитные контейнеры для временного хранения отработанного топлива в Германии и ряде других стран. Он читает большое количество лекций по проблемам конечного цикла переработки ядерного топлива. Г-н Янберг имеет ученые степени в сфере инженерно-технических наук, физики и бизнес-администрирования.

Эта история очень личная. Она началась в конце 1960-х годов, когда, защитив докторскую диссертацию, я участвовал в одном небольшом исследовательском проекте, связанном с реактором-размножителем на быстрых нейтронах «Феникс» в научной лаборатории в Кадараше, центре французских разработок по безопасности таких реакторов. Я, как и буквально все другие инженеры-ядерщики того времени, был убежден, что Гленн Сиборг, лауреат Нобелевской премии по химии, был совершенно прав: реакторы-размножители и переработка плутония обеспечат мир неограниченным количеством дешевой электроэнергии. Последствия для окружающей среды казались лишь положительными. Когда я закончил проект в Кадараше, я захотел работать в стране, являющейся явным лидером в сфере бридерных реакторов, и переехал в Саннивейл (штат Калифорния), где располагался центр разработки ректоров-размножителей компании Дженерал Электрик.

В те годы стоимость урана постоянно росла. Многие полагали, что его запасы истощаются. Таким образом, плутоний становился все более ценным, по крайней мере для военного использования, а также, – теоретически, – для мирного. Когда в 1970 году Франция и Германия решили предпринять громадный проект для демонстрации коммерческого потенциала реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, используя 1200-мегаватный реактор «Суперфеникс», я понял, что должен участвовать в этом европейском проекте. Я опять переехал, но на этот раз моя работа была связана с диспетчерским управлением на самой большой немецкой станции – «RWE». На предпроектном этапе «RWE» предоставили мне возможность обучиться проектному управлению на ректоре «SNR-300» в германском Калькаре, в то время находившемся на стадии строительства.

«RWE» делегировали меня во Францию, на ректор-размножитель на быстрых нейтронах «Феникс», чтобы изучить его связку с электро-системой; это было частью подготовки к проекту «Суперфеникс». Я с любовью вспоминаю вид из окна зала управления реактора «Феникс» (да, да, у них там было огромное окно). Я видел реку Рону и постоянно взлетающие и садящиеся военные самолеты на аэродроме по другую сторону реки. Какое было замечательное время, полное оптимизма! Особенно оправданным такой оптимизм казался в 1974 году, когда Андре Жиро, глава Комиссии по атомной энергии Франции, а позже министр промышленности, объявил о скором начале международного строительства реактора «Суперфеникс». К 1990 году завершилось строительство двух дополнительных 1500-мегаватных реакторов-размножителей.

Но вскоре мой оптимизм несколько поубавился. Я пытался прояснить для себя картину экономических составляющих в работе реакторов-размножителей на быстрых нейтронах и переработки плутония путем простого сравнения затрат по реакторам-размножителям с петлевой компоновкой оборудования, с интегральной компоновкой оборудования и легководным реакторам. Я включил в анализ стоимость строительных материалов, возможность при необходимости корректировать мощность вывода электроэнергии и т.п. Вывод, к которому я пришел: капитальные затраты на реакторы-размножители на быстрых нейтронах всегда оказываются значительно выше тех, которые требуются для легководных реакторов, – и выше, по крайней мере, на 30-50%. С неохотой мне пришлось констатировать, что рентабельные бридерные реакторы на быстрых нейтронах никогда не будут успешны, по крайней мере на моем веку.

Если только на помощь не придет снижение цен на топливный цикл. Действительно, в конце 1960-х годов Управление по атомной энергетики Великобритании начало предлагать репроцессинг за бесконкурентно низкие цены – всего 15 долларов США за килограмм тяжелого металла. «Еврокемик», совместное европейское репроцессинговое предприятие, также предлагало низкие цены. Как и «WAK», – небольшой немецкий репроцессинговый завод, который, несмотря на доступные цены, на 1971 год не мог найти достаточно заказов. Цены на уран, с другой стороны, продолжали расти уже несколько лет, начиная примерно с 1975 года, – усложняя работу многих компаний, таких как, например, «Вестингхуас», которые предлагали перезагрузку топлива по фиксированным ценам.

Затем, в 1976 году, правительство Германии законодательно установило репроцессинг в качестве единственного законного похода к завершению топливного цикла. Тем самым предприятия страны были вынуждены перейти исключительно на репроцессинг. При этом единственным заводом по репроцессингу в Германии был «WAK». Выполнение правительственного предписания подразумевало, таким образом, зависимость от зарубежных контрактов, а «BNFL» (компания «Британское ядерное топливо лимитед») – преемник Управления по атомной энергетике Великобритании, – осталась без необходимых мощностей из-за пожара на площадке приемки. Я поехал в Германию для переговоров по репроцессинговым контрактам с компанией «COGEMA», предшественницей французской ядерной компании «Арева», а также для определения вместимости хранилищ отработанного ядерного топлива, которые потребуются до тех пор, пока «COGEMA» не начнет принимать топливо. Параллельно в качестве альтернативы мы разрабатывали сухие контейнеры для хранения.

Но к 1978 году «COGEMA» стала предлагать репроцессинг только на условиях «издержки плюс», и при этом ожидала изрядную чистую прибыль в пределах 25%. К тому же на тот момент большие хранилища-бассейны вне площадки реактора с защитами от падения самолетов и диверсий не будут введены в эксплуатацию еще некоторое время. Они также были более дорогими, чем их альтернатива – хранение в сухих контейнерах. К 1979 году компания «RWE» отказались от проектов бассейновых хранилищ вне площадки реактора в пользу контейнеров.

В 1982 и 1983 годах «COGEMA» ввела в эксплуатацию большие бассейны, которые оказались долгожданной помощью для германских станций. Но в перспективе судьба репроцессинга казалась, тем не менее, далеко не радужной. Когда «COGEMA» выставили реактору «Суперфеникс» неожиданно высокую цену за репроцессинг, владельцы станции решили построить для своего отработанного топлива большой бассейн-хранилище на площадке реактора. Именно это стало настоящим концом реакторов-размножителей на быстрый нейтронах во Франции, – а не политическое решение о закрытии от 1998 года. Наконец пришло осознание ценовой реальности. Реакторы-размножители без коммерчески рентабельного топливного цикла попросту не имеют смысла.

В 1989 году немецкие инженеры осознали, что репроцессинг повлечет за собой неприемлемые цены, даже если не принимать во внимание стоимость изготовления плутоний-уранового смешанного оксидного топлива. Высокие темпы выгорания уранового топлива делали перспективу репроцессинга еще менее экономически целесообразной. В то же самое время становилось ясно, что уран не является таким уж редким материалом. На самом деле, к тому времени он уже стал доступен за вполне вменяемые цены. Проекты репроцессинга в Великобритании и Японии также никогда не были настолько успешны, как аналогичные мероприятия во Франции, и экономические перспективы репроцессинга становились достаточно печальными.

На сегодняшний день плутоний больше не является высокоценным ресурсом на балансе атомной станции. В лучшем случае это элемент с нулевой ценностью. За исключением стран, которые могут успешно разработать дешевые реакторы-размножители и доступные топливные циклы (Китай, Индия и Россия все еще лелеют такие надежды), в других странах плутоний станет, скорее всего, элементом с отрицательной ценностью. Можно предположить, что частные станции могут оказаться заложниками своего собственного плутония. В случае государственных станций таким заложником окажется правительство, – точнее, налогоплательщики.

Возможно ли, что однажды правота г-на Сиборга будет доказана? Еще 30 лет назад я сделал для себя вывод, что коммерчески рентабельные реакторы-размножители на быстрых нейтронах не смогут стать реальностью при жизни моего поколения. То же самое кажется пока истинным и для сегодняшнего молодого поколения. При этом во внимание даже не принималась опасность распространения ядерного оружия, которую несет в себе плутоний.

Round 2

Долгосрочный идеал и краткосрочная реальность

By Hui Zhang: RUS | May 8, 2015

Балдев Радж и П.Р. Васудева Рао утверждают, что репроцессинг плутония и реакторы-размножители на быстрых нейтронах необходимы для долгосрочной жизнеспособности ядерных станций. В самом деле, потенциальная способность реакторов-размножителей на быстрых нейтронах производить больше топлива, чем они потребляют, была привлекательной еще со времен открытия ядерной энергии, особенно для тех, что мог представить себе такое будущее, когда уран уже не будет доступен по низким ценам. К сожалению, несколько десятилетий опыта доказывают, что системы переработки плутония значительно дороже и гораздо менее надежны, чем реакторы с водным охлаждением. Если создание жизнеспособной ядерной энергетики означает успешное управление такими важными вопросами, как ядерная безопасность и предотвращение распространения ядерного оружия, параллельно с поддержанием экономической конкурентоспособности, минимизацией производства радиоактивных отходов и разумным использованием природных ресурсов, то реакторам-размножителям и системам переработки плутония предстоит пройти чрезвычайно долгий путь до того момента, когда они смогут оказать какой-либо значительный вклад в этом направлении.

Г-да Радж и Рао писали в первом раунде, что для стран с ограниченными ресурсами урана, таких как Индия и Китай, «широкое распространение ядерной энергии не может стать устойчивым без репроцессинга и переработки». Однако собственные ограниченные запасы урана у какой-либо страны не обязательно ограничивают развитие ее ядерной энергетики. Более того, общемировое распределение урановых запасов может быть охарактеризовано следующим образом: страны с более развитой ядерной энергетикой обладают меньшими запасами урана, в то время как страны в большими запасами урана владеют меньшими объемами ядерной энергии. Встречная торговля ураном естественным образом формирует всемирный рынок.

Во втором раунде Круглого стола г-да Радж и Рао продолжили свои мысли следующим образом: «обсуждение долгосрочных надежных источников энергии не может рассматриваться лишь в терминах сегодняшней экономики. Цены на уран повысятся, когда предложение сойдет на нет». Но прошлые прогнозы о том, что цены на уран будут постепенно повышаться, оказались безосновательными. Даже когда спрос возрос, цены на уран остались относительно низкими. Отчасти это и неудивительно: за последнее столетие цены на большинство полезных ископаемых снизились в постоянном долларовом эквиваленте вместе с ростом добычи. Что касается урана, увеличенная разведка и достижения в технической сфере привели к расширению объема известных залежей со скоростью, превышающей добычу урана. Известные запасы урана являются динамической экономической концепцией, а рано или поздно будет доказано, что мировые запасы намного больше, чем объемы, указываемые в настоящий момент в отчете «Красная книга».

Г-да Радж и Рао также отстаивают необходимость переработки плутония на том основании, что при этом образуются меньшие объемы радиоактивных отходов, чем при однократном цикле. Однако переработка и утилизация плутония все равно подразумевают образование высокоактивных отходов, стойких отходов средней активности и низкоактивных отходов. Все эти потоки отходов должны быть рано или поздно захоронены, поэтому репроцессинг не устраняет необходимость репозитариев. Более того, вместимость геологических репозитариев определяется степенью теплоты радиоактивного распада отходов, а не физическим их объемом. Соответственно, в геологическом репозитарии для высокоактивных отходов, который Китай намеревается создать в провинции Гансу, вместимость попросту удвоится, если все трансурановые элементы будут отделены из радиоактивных отходов, – а это то же самое увеличение, которое можно достичь столетним ожиданием перед захоронением отходов. Таки образом, вместо строительства дорогого завода по репроцессингу, Китай может выбрать относительно недорогое хранение в сухих бочках. В конечном итоге, репроцессинг плутония и его однократная утилизация в смешанном оксидном топливе увеличит объем геологических репозитариев всего лишь в небольшой степени.

Что касается рисков распространения ядерного оружия, которые могут создать репроцессинг и реакторы-размножители, г-да Радж и Рао написали, что «в схему топливного цикла легко встраивается защита от использования плутония в военных целях», и что пирометаллургическая обработка обеспечивает «имманентную защиту от распространения ядерного оружия». Действительно, пирометаллургическая обработка не производит чистого плутония, в отличие от традиционного репроцессинга на основе метода «PUREX». Однако конечный продукт пирометаллургической обработки значительно менее радиоактивен, чем само отработанное топливо. Отделить плутоний после завершения пирометаллургической обработки было бы относительно несложным процессом, – это легче, чем выделять плутоний напрямую из отработанного топлива. Г-да Радж и Рао также назвали переработку плутония – в противовес отделению – в качестве «меры нераспространения ядерного оружия». Но переработка плутония и реакторы-размножители требуют первоначального выделения плутония, что позволяет найти ему применение в военных целях. Это тот случай, когда при «мирном» испытании ядерного оружия Индией в 1974 году использовался плутоний, который предназначался и был выделен для использования в программе строительства реакторов-размножителей. Но даже если государства и не планируют создавать ядерное оружие, выделенный плутоний более уязвим в качестве объекта кражи или ненадлежащего использования, чем отработанное топливо.

И, наконец, г-да Радж и Рао заявили, что «сегодняшнее поколение несет ответственность перед поколениями будущего и не должно истощать мировые запасы урана». Но если сегодняшнее поколение не может гарантировать безопасной и надежной работы ядерных станций сегодня, какой смысл увеличивать запасы урана для будущих поколений? Тем более, в чем смысл делать это путем использования реакторов-размножителей и репроцессинга плутония, – а именно проблемных технологий, которые представляют собой дополнительные угрозы для безопасности?

Вопрос не в том, надо ли, а в том, когда

By Baldev Raj: RUS, P.R.Vasudeva Rao: RUS | May 1, 2015

В первом раунде нашего Круглого стола Чжан Хуэй писал, что Китаю не следует спешить с развитием репроцессинга плутония и реакторов-размножителей в промышленных масштабах. Во втором раунде г-н Янберг суммировал точку зрения г-на Хуэй, задавая авторам настоящей статьи следующий вопрос: «Зачем бросаться в сферу размножителей и репроцессинга?» Но мы, авторы настоящей работы, и не спорили с тем, что проблемы, касающиеся репроцессинга плутония или реакторов-размножителей по-настоящему насущны. Более того, наши аргументы состоят в том, что широкое использование этих технологий неизбежно в долгосрочной перспективе (при условии эффективного использования мировых запасов урана). Но на этом круглом столе ни г-н Хуэй, ни г-н Янберг еще не затронули вопрос длительной жизнеспособности ядерной энергетики. Оба автора, кажется, полагают, что достаточно и того, что энергия расщепления просуществует еще всего лишь несколько десятилетий.

Г-да Янберг и Хуэй стоили свои доказательства против размножителей и репроцессинга плутония отчасти на экономическом основании, – особенно приводя в пример цены на уран. Но обсуждение долгосрочных надежных источников энергии не может рассматриваться лишь в терминах сегодняшней экономики. Цены на уран повысятся, когда предложение сойдет на нет; это всего лишь вопрос времени. Тогда, возможно лишь страны с недостатком природных ресурсов оценят слова Хоми Джехангира Бхабхи, отца индийской ядерной программы: «нет силы более дорогостоящей, чем отсутствие всякой силы». То есть, никакой способ получения энергии не обременяет больше, чем отсутствие энергии.

Г-н Янберг также основывает свои выводы на краткосрочной, нежели долгосрочной, перспективе, говоря, что «капитальные затраты на реакторы-размножители на быстрых нейтронах всегда оказываются значительно выше тех, которые требуются для легководных реакторов, – и выше, по крайней мере, на 30-50%». Вывод г-на Янберга скоропалителен. Он исходит из сравнения испытанной технологии (легководные реакторы) и технологий, которые еще не были отработаны на сравнимом уровне (размножители и репроцессинг). Таким образом, когда г-н Янберг предоставляет нам свою точку зрения о том, что «коммерчески рентабельные реакторы-размножители на быстрых нейтронах не смогут стать реальностью при жизни [его] поколения», мы может ответить, что мы обеспокоены не текущим поколением. Мы думаем о будущих поколениях.

В то же самое время г-н Хуэй писал в первом раунде о том, что «[п]ереработка плутония намного дороже, … чем работа с легководными реакторами однократного топливного цикла». Однако опыт эксплуатации репроцессинговых предприятий во всем мире еще не достаточен для совершения подобного заявления. На самом деле, Франция давно и с успехом разрабатывала программу репроцессинга и переработки плутония промышленного типа.

Отходы и оружие. Г-да Янберг и Хуэй также дают краткую отповедь репроцессингу плутония и реакторам-размножителям в том аспекте, который касается объемов радиоактивных отходов. Но в таком случае, что делать с ядерными отходами, остающимися после однократного топливного цикла? Ни один из экспертов не упомянул гору Юкка – репозиторий радиоактивных отходов в США, который встретил сильное политическое сопротивление в течение тех десятилетий, когда он только разрабатывался, но до сих пор это хранилище не введено в эксплуатацию. Если все страны, обладающие ядерными производствами, примут однократный топливный цикл, для хранения отходов потребуется множество хранилищ, подобных Юкка-Маунтин. Вряд ли это представляется возможным. У всех ли стран есть в наличии территории для таких объектов? Кто понесет расходы по контролю и обеспечению безопасности на этих предприятиях в течение многих столетий?

И, наконец, наша последняя ремарка. Г-н Янберг упомянул во втором раунде, что, возможно, «распространение ядерного оружия не кажется важным вопросом» для Индии, а также о том, что индийские ядерные испытания 1974 года стали «толчком» для начала ядерных программ во многих странах. Жаль, что г-н Янберг выбрал для разговора о нераспространении ядерного оружия подобные примеры. Мы, авторы настоящей статьи, участвуем в этом круглом столе как эксперты по реакторам на быстрых нейтронах и топливному циклу, – но не для того, чтобы представлять «позицию Индии». Тем не менее, коль скоро г-н Янберг использовал такую постановку вопроса, стоит отметить, что Индия признана надежной ядерной державой с безукоризненной историей нераспространения ядерного оружия. В любом случае, рассуждая о распространении ядерного оружия, следует различать репроцессинг и переработку. Приведет ли репроцессинг к распространению ядерного оружия? Ответ на этот вопрос может отличаться от стране к стране. Однако, с другой стороны, переработка – это мера именно нераспространения ядерного оружия. Можно ли представить себе более безопасное место для плутония, чем активная зона ядерного реактора?

Новая эра, старые аргументы

By Klaus Janberg: RUS | Apr 24, 2015

Жизнь все время предоставляет удивительные сюрпризы, даже на старости лет. В нашем коллеге по круглому столу, Чжане Хуэй, я опознал своего китайского «близнеца» по духу! Более того, я бы задал нашим коллегам Балдеву Раджу и П.Р. Васудеву Рао тот вопрос, который является краеугольным камнем статьи г-на Хуэй в первом раунде нашего круглого стола: зачем спешить с реакторами-размножителями и репроцессингом? Зачем предъявлять те же аргументы, которые предоставлялись в 1960-х и 1970-х годах, – если за прошедшие десятилетия во многих странах была доказана несостоятельность таких соображений?

В первом раунде круглого стола г-да Радж и Рао основывают главные предпосылки своей стати на идее о том, что мировые запасы урана не являются достаточными. Но урановая руда, в неизменяемых ценах, сегодня дешевле, чем в прошлом. Действительно, цены повысились незадолго до аварии на Фукусиме, но после этого они упали так низко, что многие рудники не смогли покрыть затраты. Пришлось снижать производство, а у индустрии горной добычи не осталось стимулов для продолжения разведочных работ. До тех пор, пока рудники не станут снова инвестировать в месторождения,поставки останутся низким, а цены будут расти, – но если не принимать во внимание кратковременные колебания, индустрия добычи урана на сегодняшний день с трудом борется за выживание.

Действительно, было доказано, что легко доступных запасов урана будет достаточно, чтобы удовлетворять спрос на многие десятилетия вперед. Но г-да Радж и Рао предпочли проанализировать запасы топлива относительно очень длинной временной шкалы, заметив, что «энергия расщепления на основе урана … не может продлиться более, чем несколько веков». Даже если это так, подобная точка зрения выражает небывалое отсутствие веры в рыночные силы и человеческую изобретательность. История показывает снова и снова, что, если перед человечеством стоит острая необходимость, непременно будет обнаружен путь к удовлетворению такой нужды. Или же будут усовершенствованы существующие методы, поэтому выигранное таким образом дополнительное время благоприятно для исследований и разработок.

В самом деле, большое количество энерготехнологий, находящихся сейчас в разработке, могут в будущем меньше зависеть от энергии расщепления. Я не агитирую за то, что, например, ответом на все проблемы явятся фотоэлектрические элементы, – но их эффективность стабильно улучшается, а капитальные затраты на них уменьшаются, – в то время, как ядерные реакторы становятся все дороже (в случае с новыми реакторами на финской станции Олкилуото и на французской станции Фламанвиль стоимость увеличилась более чем в три раза). Принимая во внимание такие факты, неужели г-да Радж и Рао думают, что человечество не изобретет адекватные системы хранения электроэнергии в течение, скажем, следующих 15-20 лет? Достаточно пессимистичная точка зрения для исследователей!

Как бы то ни было, если плутонию суждено разрешить проблему возможной нехватки урана в будущем, то значительные запасы плутония существуют уже давно. Великобритания обладает более чем 110 метрическими тоннами плутония гражданского назначения, – и при этом у нее нет ни одного реактора, в котором это топливо могло бы использоваться. В Японии резерв плутония – 47 метрических тонн (хранящийся как в Японии, так и на других территориях). Франция обладает более чем 20 метрическими тоннами плутония. Эти запасы составляют достаточно солидный буфер против будущего дефицита ядерного топлива.

Г-да Радж и Рао также отстаивают необходимость репроцессинга на основании его предполагаемых преимуществ с точки зрения уменьшения радиоактивных отходов, говоря о том, что однократный цикл приведет к большему объему отходов, чем закрытый топливный цикл. Они правы – если сконцентрироваться лишь на использованном топливе и тепле, выделяемом в шахтах-хранилищах. Но репроцессинг также подразумевает выброс жидких и газообразных отходов в окружающую среду. К тому же существуют остеклованные радиоактивные отходы репроцессинга; корпуса и каркасы отработавших тепловыделяющих сборок, которые также необходимо ликвидировать; а также отвержденные остатки, образующиеся в ходе самого репроцессинга. Оглашая полный список, необходимо упомянуть и те отходы, которые неминуемо возникнут после вывода репроцессинговых мощностей из эксплуатации. Эти горы отходов делают однократный цикл явным лидером с точки зрения объема отходов. Пирометаллургическая обработка никаким значительным образом не изменит это положение дел.

И, наконец, вопрос распространения ядерного оружия. Г-да Радж и Рао написали, что «[о]пасность распространения ядерного оружия более не может служить убеждающим фактором для использования однократного топливного цикла». Возможно, для Индии, которая не подписала Договор о нераспространении ядерного оружия, распространение оружия не кажется важным вопросом. Но для многих других стран этот вопрос вызывает серьезную озабоченность с 1974 года, когда Индия провела свои «мирные» ядерные испытания. Эти испытания, которые использовали плутоний, полученный путем репроцессинга отработавшего реакторного топлива, стал толчком для начала ядерных программ в Пакистане, Северной Корее, Ливии, Ираке и, возможно, в других странах, о которых еще неизвестно широкой общественности. Я признаю, что сегодня для некоторых стран может быть гораздо легче производить расщепляющиеся материалы путем обогащения урана. Но репроцессинг, даже если он не достигает полного разделения урана и плутония из отработанного топлива, все равно предоставляет наилегчайший, – а также самый быстрый, – способ получения «грязной бомбы», – при этом усложняя процесс международного контроля. Я думаю, что риски распространения ядерного оружия, связанные с репроцессингом, все еще существуют, – и даже более того, становятся более серьезными.

Round 3

Плати дороже, рискуй больше, получай меньше!

By Hui Zhang: RUS | May 28, 2015

В третьем раунде Балдев Радж и П.Р. Васудева Рао объявили, что им удалось идентифицировать «несколько технических неточностей в моей статье для второго раунда. Я считаю такое заявление вводящим в заблуждение.

Например, я писал, что «высокоактивные отходы, стойкие отходы средней активности и низкоактивные отходы [от репроцессинга плутония и переработки] … должны быть рано или поздно захоронены, поэтому репроцессинг не устраняет необходимость репозитариев». Г-да Радж и Рао ответили на это, что «только высокоактивные отходы требуют захоронения в глубоких геологических репозитариях. Отходы средней активности могут быть захоронены в менее глубоких репозитариях». Но стойкие отходы средней активности, получающиеся в результате репроцессинга плутония и его переработки на самом деле подлежат захоронению в глубоких репозитариях (в то время как захоронение в неглубоких репозитариях адекватно для быстрораспадающихся радиоактивных отходов). Моя главная идея, тем не менее, состоит в том, что репроцессинг не устраняет необходимость репозитариев. Г-да Радж и Рао в корне проигнорировали эту мысль.

Г-да Радж и Рао также превратно понимают мой аргумент о том, что емкость спроектированного китайского репозитария для высокоактивных отходов в провинции Ганьсу удвоится, если из радиоактивных отходов будут выделены все трансурановые элементы, – и что такое же увеличение емкости можно достичь столетним ожиданием перед захоронением отходов. Г-да Радж и Рао оспаривают мои утверждения, сравнивая токсичность отходов, прошедших репроцессинг, с токсичностью отходов, которые не были подвергнуты репроцессингу. Но основная мысль моей статьи во втором раунде касалась снижения объемов отходов, которые Китай планирует поместить в репозитарии в Ганьсу. О токсичности я даже не упоминал.

В целом, что касается объема радиоактивных отходов, я согласен с моим коллегой по круглому столу Клаусом Янбергом, который во втором раунде написал, что точный учет всех потоков отходов, связанных с репроцессингом и реакторами-размножителями, делает однократный цикл «явным лидером».

Легкий выбор. Не так давно защитники реакторов на быстрых нейтронах заявляли, что реакторы-размножители и репроцессинг плутония могут снизить долгосрочные риски, связанные в захоронением высокоактивных отходов. Но эти долговременные преимущества перевешиваются краткосрочными рисками и затратами. Например, пропагандисты реакторов-размножителей приводят в качестве доказательства тот факт, что риски, связанные с утечками в геологических репозитариях, могут быть снижены, если все долгоживущие изотопы плутония и других трансурановых соединений, содержащихся в отработанном топливе, были бы трансмутированы (или расщеплены), таким образом существенно уменьшая дозы радиоактивности, способные просочиться в результате утечек. Но исследования показывают, что на шкале доз радиоактивности, могущих высвободиться в процессе утечек, доминируют долгоживущие продукты расщепления и активации в отработанном топливе, а не изотопы, которые могут быть расщеплены посредством реакторов-размножителей и репроцессинга. Плутоний является практически нерастворимым в глубоких подземных водах. Таким образом, репроцессинг не предоставляет явных долгосрочных преимуществ по снижению доз радиоактивности, способных просочиться – но, с другой стороны, этот процесс связан с регулярными выбросами долгоживущих радиоактивных газов из отработанного топлива. Репроцессинг также увеличивает риск взрывов баков для высокоактивных жидких отходов. (В том же самом ключе сторонники реакторов на быстрых нейтронах защищают точку зрения о том, что репроцессинг, – который снижает необходимость в добыче урана, – может снизить дозы облучения людей. Однако любые подобные преимущества обнуляются в связи с тем, что репроцессинг плутония и переработка подвергают радиации рабочих и население. В итоге, суммарное воздействие может даже оказаться отрицательным.)

В то же самое время все программы внедрения репроцессинга и реакторов на быстрых нейтронах, находящиеся на рассмотрении в настоящее время, значительно увеличивают стоимость ядерной энергии. Это значит, что те, кто принимают решения в сфере ядерной энергетики, должны выбирать между сравнительно незначительным снижением долгосрочных рисков, связанных с ядерными отходами, и получением краткосрочных выгод в сфере безопасности, надежности, человеческого здоровья и охраны окружающей среды. Выбор кристально ясен. На основании оценки затрат и пользы от программ репроцессинга плутония и реакторов на быстрый нейтронах, в 1996 году Национальная академия наук США сделала вывод о том, что «ни один из случаев снижения доз радиации не оказался достаточным для обоснования затрат и дополнительных эксплуатационных рисков трансмутации». Такая оценка является истинной и сегодня.

Наконец, г-да Радж и Рао утверждают, что г-н Янберг и я не оспаривали их аргументы о том, что «сегодняшнее поколение несет ответственность перед будущими поколениями в том, чтобы не истощать запасы урана». Вместо этого, пишут г-да Радж и Рао, г-н Янберг и я «сфокусировали свое внимание на вопросах экономики, отходах, а также на ядерной программе Индии…». Но почему ни г-н Янберг, ни я не можем обсуждать подобные вопросы – такие как экономика, отходы, распространение ядерного оружия, – на которые необходимо дать ответ при организации устойчивых систем ядерной энергии? И даже если кому-то придет в голову уделять столько внимания будущей доступности урана, как того желали бы г-да Радж и Рао, неужели репроцессинг имеет смысл, если уран будет доступен за невысокую цену– как это, кажется, и будет происходить еще долгое время?

Закрывая топливный цикл: точка зрения большинства

By Baldev Raj: RUS, P.R.Vasudeva Rao: RUS | May 21, 2015

Клаус Янберг и Чжан Хуэй не опровергли главные аргументы, которые мы выдвинули в защиту репроцессинга и реакторов-размножителей, а именно, что сегодняшнее поколение несет ответственность перед будущими поколениями в том, чтобы не истощать запасы урана. Вместо этого г-да Янберг и Хуэй сфокусировали свое внимание на вопросах экономики, отходах, а также на ядерной программе Индии, – что полностью вне контекста данного круглого стола, цель которого – обсудить один конкретный вопрос, а не позицию какой-либо отдельно взятой страны по этому вопросу.

В статье г-на Хуэй во втором раунде мы также нашли некоторые технические неточности. Например, г-н Хуэй заявляет о том, что «высокоактивные отходы, стойкие отходы средней активности и низкоактивные отходы [от репроцессинга плутония и переработки] … должны быть рано или поздно захоронены, поэтому репроцессинг не устраняет необходимость репозитариев». Это совершенно не так. Истина состоит в том, что только высокоактивные отходы требуют захоронения в глубоких геологических репозитариях. Отходы средней активности могут быть захоронены в менее глубоких репозитариях, – которые намного легче построить. А низкоактивные отходы могут быть растворены или диспергированы, для них репозитарии не нужны вообще. Фактически, такая политика обращения с отходами представляет собой всемирный подход к ликвидации отходов (а не только в Индии).

Г-н Хуэй также упомянул, что однократный топливный цикл требует не больше гео-репозитариев, чем закрытый цикл, – при условии, что отходы хранятся 100 лет в сухих контейнерах. Опять же, это утверждение далеко от истины. Многие статьи в соответствующей литературе четко говорят о том, что после однократного топливного цикла токсичность высокоактивных отходов снижается до уровня, эквивалентного природному урану, только через десятки тысяч лет. Но когда посредством репроцессинга удаляются трансурановые вещества, то уровень токсичности, равный природному урану, достигается всего лишь через 300 лет. Это фундаментальная аксиома, основанная на природе радиоактивного распада. От нее нельзя просто отмахнуться. В любом случае, увлечение г-д Хуэй и Янберга хранением в сухих контейнерах основано на заблуждении. Есть ли способ гарантировать безопасность отработанного топлива, хранящегося в контейнерах сотни или даже тысячи лет? Как мы писали во втором раунде, самое безопасное место для плутония – внутри реактора. С таким хранилищем сухие контейнеры сравниться никак не могут.

Сейчас или позже. Еще одно важное преимущество репроцессинга, которому г-да Хуэй и Янберг не уделили никакого внимания, это снижение спроса на добычу урана. На всех стадиях ядерного топливного цикла, включая ликвидацию наиболее радиоактивных отходов, именно добыча является наиболее опасной и облучает людей наибольшими дозами радиоактивности. Международный конгресс достижений в развитии ядерных электростанций 2015 года, который проводился во французской Ницце совсем недавно, включал презентации и обсуждения ядерных систем, работающих на обедненном уране и плутонии (полученных в результате репроцессинга), а также их потенциала снизить добычу урана или же полностью устранить ее.

Г-н Хуэй написал во втором раунде о том, что «реакторам-размножителям и системам переработки плутония предстоит пройти чрезвычайно долгий путь до того момента, когда они смогут оказать какой-либо значительный вклад» в создание устойчивой ядерной энергии. Отрадно видеть, что г-н Хуэй все-таки верит в то, что репроцессинг и реакторы-размножители все же способны оказать значительный вклад в какой-то момент, даже если этот момент – не сейчас. Но дело в том, что именно в этой идее и состоит смысл нашего аргумента, – что широкое применение реакторов-размножителей и репроцессинга плутония является вопросом времени (т.е. «когда»), нежели чем вопросом надо ли их применять вообще. Всемирная потребность в устойчивой энергии уже ответила на вопрос «надо ли?». Вопрос «когда?» зависит от политики индивидуальных государств, технической готовности и требований энергетики.

Насколько мы знаем, нет ни одной страны, полагающей, что закрытый топливный цикл никогда не будет востребован. Фактически лишь небольшое количество стран склоняется к однократному циклу, и некоторые из этих государств планируют постепенно и полностью ликвидировать свою ядерную энергетику. Баланс между странами демонстрирует, что закрытый топливный цикл сейчас не является экономичнее в этих странах, или же что он не требуется сейчас. Эти страны сохраняют за собой возможность применить закрытый топливный цикл в будущем. Важность реакторов на быстрых нейтронах и репроцессинга плутония часто утверждалась в таких международных программах, как Международный конгресс достижений в развитии ядерных электростанций и Международный форум Поколение IV. Логика позиции большинства такова, что, если ядерная энергия должна стать устойчивой, – при это понимая параметры устойчивости как экономичность, безопасность и уничтожение отходов, – то закрытый топливный цикл и реакторы на быстрых нейтронах попросту незаменимы.

Непростительные траты

By Klaus Janberg: RUS | May 15, 2015

Во втором раунде Круглого стола Балдев Радж и П.Р. Васудева Рао продолжали заявлять, что репроцессинг плутония и реакторы-размножители приносят значительные преимущества в деле сокращения радиоактивных отходов. Они также приуменьшили значение экономических проблем и рисков распространения ядерного оружия, связанных с размножителями и репроцессингом. Взгляды этих авторов на вышеизложенные проблемы не выдерживают никакой критики.

Что касается отходов, г-да Радж и Рао упоминали невозможность до настоящего момента ввести в эксплуатацию репозитарий радиоактивных отходов Юкка Маунтин в США. «Если все страны, обладающие ядерными производствами, примут однократный топливный цикл», – пишут они, то «для хранения отходов потребуется множество хранилищ, подобных Юкка-Маунтин», что, по их мнению, «вряд ли это представляется возможным». Поэтому, продолжают они свою аргументацию, имеет ли смысл сокращать объемы отходов посредством репроцессинга плутония? Но дело в том, что в настоящий момент в мире не функционирует ни один геологический репозитарий для высокоактивных отходов. Поэтому разве будет иметь значение, сократятся ли объемы отходов посредством репроцессинга плутония? И опять же, как я уже писал во втором раунде, полный учет потоков отходов показывает, что однократный топливный цикл создает меньшие объемы отходов, чем реакторы-размножители и репроцессинг плутония.

Как бы то ни было, наилучшим подходом к разрешению проблемы отходов является хранение в сухих контейнерах. Обычная атомная станция, проработавшая 50 лет, произведет такое количество отходов, которые, если поместить их в сухие контейнеры, уместятся в пустом турбинном отделении этой станции. Более того, такой метод хранения не создает то огромное количество эксплутационных и домонтажных отходов, которые неизбежны при репроцессинге плутония.

Что касается экономической составляющей, г-да Радж и Рао написали, что «опыт эксплуатации репроцессинговых предприятий во всем мире еще не достаточен» для вывода о том, что они намного дороже легководных реакторов и однократных циклов. «Франция», – утверждают они, – «давно и с успехом разрабатывала программу репроцессинга и переработки плутония промышленного типа». Соглашусь, что французский завод репроцессинга плутония для иностранных заказчиков «UP3» оказался на удивление большой технической удачей. Но с точки зрения экономики вся эта история читается совершенно по-другому. Я могу это засвидетельствовать, потому что лично работал на этом предприятием. Франции удалось заполучить заказчиков на репроцессинг плутония на условиях контракта «оплата фактических затрат плюс прибыль», – при этом клиенты брали на себя все риски, от лицензирования до демонтажа, – потому что правительства этих заказчиков обязали последних подписать такие контракты. Но сроки этих контрактов, которые никогда бы не были подписаны без давления правительств, или уже закончились, или закончатся в ближайшем будущем. Достаточного количества новых клиентов не видно даже на горизонте, а национальные французские поставщики электроэнергии не спешат заполнять этот пробел с заказами. В то же самое время, заводы по репроцессингу плутония в других странах, – например, Вест Велли в США и Селлафильд в Великобритании, – потерпели полное фиаско.

Что касается распространения ядерного оружия, г-да Радж и Рао утверждают, переработка плутония сама по себе является «мерой нераспространения ядерного оружия», – но как Чжан Хуэй уже отмечал ранее, плутоний следует выделить перед тем, как его перерабатывать, что делает его более уязвимым к ненадлежащему использованию по сравнению с той ситуацией, когда он все еще содержится внутри отработанного топлива. Опять же, в этом случае сухие контейнеры оказываются наилучшим решением. Высокая радиоактивность отработанного топлива защитит его от кражи, по крайней мере, на 150 лет. Один с половиной век – вполне достаточно, чтобы решить, нужна ли нам переработка плутония или нет.

Я убежден, что ассигнование огромных сумм денег на реакторы-размножители на быстрых нейтронах в ближайшие 30 лет (т.е. период, в течение которого размножители и репроцессинг плутония не смогут достичь экономической зрелости) – непростительная трата средств. Существуют лучшие альтернативы для инвестиций. Я не буду заявлять, что немецкая «Energiewende» или трансформация энергии являются образцовой альтернативой. Лично я считаю эту технологию крайне расточительной. Но инвестиции следует направлять на многообещающие альтернативы получения энергии, которые уже существуют, – а не на реакторы-размножители и репроцессинг плутония.