The authoritative guide to ensuring science and technology make life on Earth better, not worse.

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?

 


Share: [addthis tool="addthis_inline_share_toolbox"]