Прорватися в майбутнє
Весь світ вже не перше десятиліття обговорює ядерну енергетику майбутнього. Вона повинна бути комерційно виправданою, конкурентоспроможної і по-справжньому безпечною. Але поки більшість розробок не просунулися далі дослідної стадії, безліч ідей і проектів існують лише на папері. Очевидно, що той, хто першим продемонструє реальні технології, автоматично стане абсолютним лідером в області атома.
В Росії останнім часом було здійснено низку кроків по створенню нової технологічної платформи галузі. Так, у 2010 році з'явилася ФЦП "Ядерні енерготехнологій нового покоління". Однак, за визнанням В'ячеслава Першукова, очевидного поступу до ключової мети цієї програми – замикання ЯПЦ та промислового впровадження швидких реакторів, ще недавно не спостерігалося. Але в 2011 році вийшов консолідований проект "Прорив", який об'єднав основні положення ФЦП як раз по замикання і швидким технологій.
Спочатку інформації про "Прорив" в публічному просторі практично не було – це свідома позиція керівників проекту: обговорювати і пропагувати програму будемо, коли вдасться отримати конкретні результати. Однак по мірі реалізації стало зрозуміло, що час настав.
Ми зібрали питання, які дуже цікавлять фахівців галузі, і поставили їх заступнику голови координаційної ради проекту "Прорив" В'ячеславу Першукову і керівнику технічного комітету Євгена Адамова.
Неможливе можливо
Проект справді амбітний: росіяни взялися за те, чого ніхто в світі ще не робив. Мова про нової конкурентоспроможної і комерційно виправданою атомній енергетиці, в якій виключені важкі аварії, замість 0,7% використовується повний енергетичний потенціал урану, вирішена проблема накопичення ВЯП та захоронення ВАВ, технологічно посилений режим нерозповсюдження. Причому, задача повинна бути вирішена лише за 10 років.
Цей термін керівники проекту вважають цілком реалістичним. За словами Євгена Адамова, фундаментальних проблем немає, хоча обсяг інженерних завдань досить високий. Нагадаємо, що в СРСР розпорядження зверху до отримання першого плутонію пройшло всього три роки. Може бути, в тому числі тому ідеологи "Прориву" в управлінській частини використовують ті ж підходи.
Євген Адамов: Подібність "Прориву" за масштабами з першим атомним проектом визначило нашу структуру управління. Для вирішення питань на міжгалузевому та внутрішньокорпоративному рівні створено координаційну раду (КР) під головуванням Сергія Кирієнко. Але основне навантаження лягає на його заступника В'ячеслава Першукова.
Створюються центри відповідальності (ЦО), які включають кращих спеціалістів підприємств галузі, академічних інститутів, працівників промисловості та університетської науки. Залучаються вони для стовідсоткової зайнятості у вирішенні однієї задачі. Задіяні всі необхідні за характером проекту підприємства.
Згадайте історію радянського атомного проекту. Тоді під кожну задачу небудь створювалося окреме підприємство (плутоній - НДІ-9, реактор – НДІКІЕТ, конструкція бомби - ВНІІЕФ і т. д.), або об'єднувалися раніше існуючі. Зараз кожен приватний проект виконується на ряді підприємств, більшість веде відразу декілька. За кожний проект відповідає директор, у якого та інших справ по вуха. Весь свій ненормований робочий день Доллежаль або Бочвар, Хлопин або Харитон присвячували основним своїм завданням. В результаті концентрації неймовірних зусиль і ресурсів у повоєнний час за лічені роки зроблено те, що сьогодні багато хто вважають неможливим (і постійно про це говорять).Але тепер-то простіші завдання.
В'ячеслав Першуков: На останній раді ми прийняли рішення про створення нової інтегруючої структури - Науково-технічного та інженерного центру "Прорив". Це вимушений захід, оскільки нова структура являє собою центральну науково-технічну організацію, де і будуть виконуватися основні роботи, консолідуючі проект.
За аналогією з першим атомним проектом, для вирішення технічних питань розгляду ТЗ, проектів, оцінки науково-технічних результатів створено технічний комітет. Працює він практично безперервно. Керує комітетом Євген Адамов. Паралельно формується Інститут експертизи, який запрошені відомі фахівці: Микола Пономарьов-Степовий, Олександр Римський-Корсаков, Юрій Ревенко, Іван Федик, Володимир Цыканов. Науковим керівником проекту призначено Валерій Рачків, головним конструктором - Олександр Лопаткин, головним технологом – Володимир Троянів, головним проектувальником - Наталія Шафрова. Аналогічні групи управління, тріади, як ми їх називаємо, затверджені за кожним окремим проектом.
В'ячеслав Першуков: - У тріад буде повна персональна відповідальність. Аж до адміністративної та кримінальної за наслідки прийнятих рішень. Звичайно ж, у відповідності з законодавством.
- Існує загальне технічне завдання на проект "Прорив"?
Євген Адамов: Так, і воно по-справжньому унікальна. Документ охоплює проект повністю. Але сказати, що досягнута максимальна деталізація кожної підпрограми, звичайно, не можна. Всі розрізнені ТЗ зараз коректується, щоб відповідати загальним завданням. Програми поглиблюються, конкретизуються.
Що вибрати?
В ФЦП "ЯЭНП" згадані три технології реакторів з різними варіантами палива. У "Прорив" увійшли два з них – швидкі реактори зі свинцевим і натрієвих теплоносіями (свинцево-висмутовый реактор буде будуватися за участю приватного інвестора – компанії "Євросибенерго"). Була версія, що проекти конкурують, однак Євген Адамов вважає таку постановку питання в корені невірною. Важливий чинник оцінки нових технологій - якісна та об'єктивна експертиза. Треба сказати, Росатом вже займається побудовою відповідної системи
- В який момент треба буде робити вибір на користь одного з проектів реактора?
В'ячеслав Першуков: Загальним помилкою, а іноді і свідомо поширюваної дезінформацією, є твердження про конкуренцію між натрієвими або, наприклад, свинцевими швидкими реакторами. Найбільш глибокого пророблення в останні десятиліття піддавалися реактори БН. На їх основі і можна очікувати швидкого вирішення більшості завдань проекту, але тільки в тому випадку, якщо вони будуть максимально задовольняти вимогам загального ТЗ. Звичайно, тоді залишаться невирішеними специфічні проблеми, пов'язані із застосуванням натрію: його хімічною активністю, високою активируемостью під нейтронним впливом. Освоєння свинцевого теплоносія в дослідному прототипі БРЕСТ дозволить в подальшому зняти і ці питання, поставивши гарну технологічну точку, коли 80% ключових завдань програми будуть виконані. Терміни визначити складно, але точно після 2020 року, коли ми плануємо побудувати реактори.
В'ячеслав Першуков: З швидких натрієвих реакторів ми пройшли всі стадії. Однак через проблеми з паливом і конструкцією установки говорити про комерціалізацію поки рано. Все впирається в економіку. Зараз завершується коригування технічного завдання на БН-1200, з тим порівняти його перспективність з натрієвих і свинцевим реактором. Але для цього потрібні досвідчені зразки.
- Хто і за якими критеріями буде оцінювати цю перспективність?
В'ячеслав Першуков: Зараз стоїть завдання формування нової системи експертизи - самонастраивающейся, за принципом "Вікіпедії". Таким чином експерти весь час підтверджувати свою компетентність і незалежність. Крім того, вже є пул експертів НТС – приблизно 400 осіб, що володіють критичними знаннями. Але від суб'єктивності нікуди не дітися, тому єдиний по-справжньому об'єктивний спосіб – отримання експериментальних даних. Саме на базі них буде приймати принципові рішення президії НТР.
Коротке замикання
Майданчик, де будуть відпрацьовуватися нові технології, вже є. Ця честь випала Бєлоярській АЕС. Ми дізналися, які ще підприємства будуть залучені в проект.
- На яких майданчиках будуть розташовані основні ланки паливного циклу?
В'ячеслав Першуков: До завершення ФЦП в 2020 році на майданчику БАЭС повинен бути споруджений комплекс швидких реакторів навколо пристанционного паливного циклу (ПЯТЦ). Це потужності з переробки ВЯП та фабрикації. Тобто ЯПЦ практично замкнутий, відкрита можливість для створення промислового енергокомплексу, ймовірно, на тому ж майданчику, де кожен елемент ЗЯТЦ повинен бути оптимізований, економічно відточений.
Євген Адамов: Є кілька очевидних причин комплексної посадки всіх об'єктів "Прориву": перш за все виняток перевезень ядерних матеріалів з міркувань економіки та безпеки, а також нерозповсюдження. При далеких перевезеннях потрібно витримка ВЯП протягом декількох років, для зниження енерговиділення. Кожен рік витримки - примноження ядерних матеріалів, які повинні крутитися в паливному циклі, з усіма витікаючими наслідками.
БАЭС вже розвивається як центр відпрацювання АЕС з реакторами на швидких нейтронах. Як мінімум до 2021 року буде працювати БН-600, не пізніше 2015 року можна чекати початку експлуатації БН-800. Поруч активно переоснащується реактор ІРМ, що забезпечує можливість після реакторних досліджень. Пріоритетним центром майданчики логічно зробити ПЯТЦ. Пуск БРЕСТ призначений на 2020 рік. А зі змінами в ТЗ на БН-1200 з урахуванням завдань "Прориву" виникає вкрай цікава можливість на базі ПЯТЦ і БН-1200 створити перший промисловий енергокомплекс не занадто далеко від того ж 2020 року.
- Де буде проводитися паливо для нових реакторів?
В'ячеслав Першуков: Технологічну лінію по дослідному виробництву змішаного щільного нитридного палива для наступних випробувань на БОР-60 планується створити у ВНДІТФ. А ось виробництвом повномасштабних експериментальних ТВЭ і ТВЗ для радіаційних випробувань, як власне паливної кераміки, так і конструктивних варіантів виробів на БН-600,займуться на СХК.
Євген Адамов: Для виробництва щільного нитридного палива для лабораторних випробувань обраний ВНДІТФ, так як у нього є ланцюжок камер з інертною атмосферою, право і вміння працювати з плутонієм, ну і звичайно, кваліфіковані фахівці. Є ще один важливий фактор - наявність колективу математиків, моделюючих технологічні процеси.
Наукове керівництво виробництвом ТВЭ і ТВЗ буде здійснювати ВНИИНМ, таблеток - подільський "Промінь", ЦО увійде, може бути, хтось із ВНИИХТ і з НИИАР. За моделювання технологій та виготовлення зразків візьметься ВНДІТФ. До 2017 року ми будемо мати деяку кількість опромінених збірок, матеріали почнуть "крутитися" в першій черзі ПЯТЦ. У 2020 році добудовується друга черга ПЯТЦ, для палива з БРЕСТ. Наступний етап – запуск БН-1200. Це вже прообраз майбутньої промислової технології.
- Чому зупинилися саме на пристанційному циклі?
В'ячеслав Першуков: У граничному випадку великих систем немає пристанционного циклу - немає і замикання. Пристанційний цикл дозволить вирішити питання переробки ВЯП, виробництва змішаного уран-плутонієвого палива, скоротить логістичні операції з діляться матеріалами, зменшить витрати на інфраструктуру АЕС за рахунок зниження обсягів попереднього зберігання ВЯП в басейнах витримки і зменшення РАВ. Для відпрацювання всіх варіантів технологій з переробки ВЯП передбачено будівництво в НИИАР поліфункціонального радіохімічного комплексу. Сподіваюся, це допоможе оптимізувати набір технологій.
Євген Адамов: Цикл може бути пристанционным, а може таким і не бути. Головне, що він замкнений. На БАЭС буде кілька швидких реакторів, і цього точно вистачить, щоб виправдати пристанційний паливний цикл. Там ми наочно і компактно відпрацюємо всі елементи замикання. Швидше за все, перша завантаження буде з СХК. Після цього знадобиться тільки підживлення ураном-238, так званими хвостами. Опромінене паливо буде перероблятися в порошки, з них виготовлять таблетки, потім твели, які знову завантажуються в активні зони. Наше завдання – виділити з циклу відходи, які вкладаються в логіку радіаційної еквівалентності: скільки землі дістали радіоактивності з урановим сировиною, стільки й повернули відходів. Зберігаємо природне радіаційне рівновагу. Якщо ми отримаємо такий баланс, проблема відходів вирішена. Тобто атомна енергетика стане природно "зеленої".
Але це не означає, що при кожній АЕС потрібно створювати ПЯТЦ. Ніхто не знає, як буде виглядати карта генерації, коли з'являться магістральні лінії електропередачі з надпровідних матеріалів. Зміниться все картина енерговиробництва світу, так само як оптоволокно перевернуло комунікації.
До 2017 року перша черга ПЯТЦ повинна бути побудована. До того часу реактора, який би повністю працював на твердому паливі, ще не буде. Але будуть БН-600 і БН-800, на яких можна відчувати експериментальні складання з щільним паливом.
В'ячеслав Першуков: ПЯТЦ має ще ряд переваг: переробка і виробництво палива з використанням енергетичного плутонію на місці, радіаційні матеріали не покидають територію ПЯТЦ, нерозповсюдження. А це дуже важливо з точки зору експорту технології в країни, які тільки починають розвивати атомні програми.
- Що можна сказати про економічну моделі реакторів зі свинцевим і з натрієвим теплоносієм?
В'ячеслав Першуков: Економіка поки не прорахована в повному обсязі, як у реактора ВВЕР. Але в цьому році ми постараємося зробити перше наближення. Оцінка буде грубою, оскільки немає експлуатаційних характеристик, фактичних даних про витрати. Якщо на першому етапі вдасться оцінити обсяг капітального будівництва з точністю 20 – 25%, це буде дуже добре.
- Яка роль приділяється вже парку реакторів ВВЕР?
Євген Адамов: ВВЕР залишається на найближчу перспективу робочою конячкою ядерної енергетики в Росії, як і PWR у світі. Однак їх технологічні можливості (якщо не брати екзотичні варіанти) близькі до вичерпання. Будь-які вкладення принесуть лише незначні поліпшення характеристик, погіршуючи, на жаль, і так не надто хорошу економіку. Продовжиться накопичення ВЯП, потрібно розвиток сировинної бази та розділових потужностей. Корінне рішення цих проблем можливо лише з реакторами на швидких нейтронах при замиканні паливного циклу.
Потрібні ентузіасти
Проблеми у "Прориву", звичайно, є, але, впевнені керівників проекту, всі вони вирішувані. Найбільш гострою названа брак кадрів. За словами Євгена Адамова, необхідно подолати інертність і подбати про зміну для фахівців, що володіють критичними знаннями.
Євген Адамов: Є бюрократичні моменти: взаємодія з наглядовим органом або будівельники, які не вміють працювати швидко і якісно. Берії зараз немає, але є Кирієнко, який особисто керує координаційною радою проекту. Питання державного, галузевого і міжгалузевого рівня вирішує саме КС. І якщо збережеться той настрій, який зараз є у керівництва Росатому, то бюрократичні питання легко вирішаться.
На жаль, люди у нас в основному вже розучилися працювати ефективно. Багато хто вважає, що для відпрацювання нитридного палива, наприклад, потрібно 30 років. А адже на одержання плутонію у Бочвара пішло всього три роки! І реактори будували приблизно за той же час. Ми повинні змінити цю ситуацію.
- Які проблеми ви вважаєте найбільш гострими?
Євген Адамов: Ключова проблема - люди. З ядерної енергетики десь у 1970-ті роки йшли теоретики, наприклад в термояд. Вважалося, що з атомом всі проблеми вирішені. Залишилися тільки інженерні питання. А інженери можуть до нескінченності покращувати те, з чим працюють, але, як правило, не здатні створювати щось принципово нове. Залишилися дуже хороші фахівці, вільні від консерватизму, але їх одиниці. Але згадаймо, що радянську атомну галузь теж створили менше сотні людей.
Люди в нашому проекті зобов'язані тримати відповідь за кінцевий результат, не допускаючи пошиття трішкиного каптана або спорудження вавилонської вежі. Але треба пам'ятати, що це не конвеєр, а швидше ювелірне ательє. Ми шукаємо не просто кращих фахівців, а справжніх ентузіастів, подвижників. В цьому році ми зберемо ключову команду. Від неї залежатиме дуже багато.
В'ячеслав Першуков: Головне - залучити фахівців інженерного та наукового профілю. До недавнього часу у вищій освіті основна увага приділялася підготовці фахівців в галузі економіки і права. Це важливо і потрібно при перебудові економіки. Але тепер на перше місце виходять завдання інженерного забезпечення політичних рішень щодо розвитку інноваційної економіки. І я бачу роль і відповідальність Росатому (в тому числі, проекту "Прорив") в демонстрації можливості науково-технічного співтовариства забезпечити перехід Росії від сировинної економіки до економіки знань і передових технологій.