О новых возможностях мирного атома и критических технологиях безопасности

МонокльHi-Tech

Как взлетает мирный атом

О технологиях, за счет которых Россия и мир могут создать новую атомную энергетику и в очередной раз перенастроить глобальный энергобаланс, — в интервью с физиком-ядерщиком, советником гендиректора «Росатома» Владимиром Асмоловым

Вячеслав Степовой

Доктор технических наук, профессор, советник гендиректора ГК «Росатом» Владимир Асмолов. Олег Сердечников

Возврат интереса к атомной энергетике связан с бурно растущим спросом на электроэнергию — по итогам 2024 года он взлетел более чем на 4% и, по прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА), продолжит двигаться вверх. Разгоняют его несколько факторов: изменение климата, электрификация многих отраслей, а также введение в строй многочисленных прожорливых центров обработки данных. Инвестиции в атомную отрасль уже анонсировали почти все технологические лидеры, делающие ставку на развитие Big Data и систем искусственного интеллекта. На этом фоне ядерные скептики стремительно теряют поддержку.

В этом зарождающемся тренде в энергетической отрасли заметную роль играет российская атомная наука. Россия успешно развивает атомные технологии — разрабатывает новые реакторы, стоит в шаге от замыкания топливного цикла и приступает к строительству двухкомпонентной ядерной энергетики.

О новых возможностях мирного атома, о критических технологиях безопасности и об усиливающейся конкуренции в строительстве новых реакторов мы поговорили с одним из главных экспертов отрасли, известным теплофизиком, лауреатом Государственной премии РФ по науке и технологиям 2023 года, советником гендиректора «Росатома» Владимиром Асмоловым.

— Владимир Григорьевич, задача номер один для атомной науки — отрабатывать технологии, связанные с переходом на новое уран-плутониевое топливо для реакторов и замыканием закрытого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ), что должно приблизить отрасль к безотходному производству ядерной энергии. Насколько технологически сложным, затратным и долгим будет этот переход?

— Немедленный переход на уран-плутониевое топливо нецелесообразен по экономическим соображениям, а для создания ЗЯТЦ необходимо решить две основные задачи. Первая — обеспечить повышение производства уран-плутониевого топлива на тепловых реакторах, а также воспроизводство с запасом нового топлива на быстрых реакторах. Вторая — сохранить конкурентоспособность по сравнению с другими энергоисточниками.

Коэффициент воспроизводства на современных ВВЭР — около 0,3. В новейшем проекте ВВЭР-С коэффициент воспроизводства предполагается уже на уровне 0,7. Значит, для того чтобы вся ядерная энергетическая система работала в режиме возобновляемой энергетики, этот коэффициент у быстрых реакторов должен быть больше единицы. То есть сколько ты сжег, столько и наработал. В результате ядерно-энергетическая система станет замкнутой и возобновляемой, наряду с ветровой и солнечной энергетикой.

Тут мы возвращаемся ко второй задаче замыкания топливного цикла, о которой я говорил выше: конкурентоспособность и экономическая эффективность. Если сравнивать стоимость строительства и эксплуатации БН-800 (реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. — «Монокль») с ввэровскими энергоблоками, то она сегодня в два раза дороже. Это связано со спецификой: ВВЭР экономически эффективнее в выработке электроэнергии, у быстрых с этим хуже, но они намного лучше нарабатывают новое топливо.

Сейчас разработан новый проект реактора БН мощностью 1200 мегаватт с натриевым теплоносителем. Ребята очень хорошо поработали: они сегодня на бумаге показывают, что по экономике такой реактор сопоставим с ВВЭР. Но в таких случаях я всегда цитирую адмирала Риковера: «Любой бумажный проект безопасен, легко сооружается, прост и дешев, а когда мы переходим к реальности, мы получаем совсем другие результаты».

Что касается проекта «Прорыв» — это быстрый реактор со свинцовым теплоносителем, — надо дождаться результатов эксплуатации. Там есть проблемы, которые обязательно надо будет решать. Мы с ВВЭР проблемы решаем уже больше семидесяти лет, а они все равно есть.

Исходя из реальных, а не бумажных показателей по экономике, технологии, опыта эксплуатации, строительства и многих других факторов, можно будет говорить о сроках замыкания топливного цикла. Но это неизбежно произойдет.

БН-600 — первый советский энергетический реактор на быстрых нейтронах, введенный в эксплуатацию в апреле 1980 года в третьем энергоблоке Белоярской АЭС в Свердловской области. Его запуск заложил основы проекта замкнутого ядерного топливного цикла

— Есть ли понимание, какие будут следующие шаги в эволюции ВВЭР?

— Да. По ВВЭР нужно сделать следующий ход, даже несколько ходов. Первый — создать водо-водяной реактор со спектральным регулированием (ВВЭР-С). Если в современном ВВЭР можно использовать только 30 процентов ураноплутониевого топлива, то ВВЭР-С способен использовать все сто процентов. Курчатовский институт и «Гидропресс» доказали, что это возможно. Кроме всего прочего, мы хотим отказаться от используемого сейчас в реакторах этого типа борного регулирования, что сэкономит топливо, снизит расходы на эксплуатацию и количество радиоактивных отходов. Пока не нашли способ, как обойтись без бора в стояночном режиме на низких температурах, но тоже идем к этому. Новый энергоблок мощностью 600 мегаватт будет построен на площадке Кольской АЭС в 2035 году.

Второй шаг — ВВЭР со сверхкритическим давлением (ВВЭР-СКД). Можно увеличить температурный режим и рабочее давление пара в энергоблоке. Идти на перегрев пара — наши турбины работают на влажном паре, а, как меня учили мои учителя, один процент влажности — потеря одного процента КПД. КПД современного ВВЭР — 38 процентов. Хороший КПД. Но со сверхкритикой можно дойти до 45.

Наши газовые тепловые стации уже работают на сверхкритике, а почему бы и нам не пойти по этому пути? Да, у нас есть обременение, радиационное охрупчивание материалов. Но для того, чтобы сделать ВВЭР-СКД, нужны новые высокотемпературные материалы, которые будут держать все эти нагрузки. Нужна новая база знаний по теплофизике, нейтронной физике.

Мы пытались работать по этой теме совместно с Западом в рамках программы Generation IV, но Россию оттуда выкинули в ноябре 2024 года. Год назад я говорил, что ВВЭР-СКД сделаем к концу 2040-х, но сейчас я этого сказать уже не могу. Исследования Курчатовский институт ведет, но за небольшие деньги, которые ему на это выделяют, он может работать над этой темой вечно…

Малым реакторам нужна революция

— Модная сегодня тема, которую активно раскручивают и в России, и на Западе, — строительство малых реакторов. Обещают за счет сокращения сроков строительства и серийности производства вывести их на окупаемость. Но, насколько известно, там далеко не все гладко. Почему не получается?

— Потому что есть обременение — безопасность. Большой блок в тысячу мегаватт обеспечивает экономическую эффективность при этом обременении. Энергоблок мощностью десять мегаватт требует тех же затрат на безопасность и становится неконкурентоспособным по сравнению с другими энергоисточниками. Обременение-то одно и то же. К тому же никто в мире не строит АЭС точно в срок, а каждый лишний год строительства — это плюс 15 процентов стоимости.

Стоимость строительства удельного киловатта самой современной нашей АЭС — Курской — 3000 долларов. Если делать десятимегаваттный энергоблок, то стоимость каждого киловатта будет 40 тысяч долларов. Он не окупится никогда.

— Значит, малые реакторы не «взлетят» по экономике?

— Для того чтобы малые реакторы стали экономически выгодными, нужна настоящая революция. Недавно мы провели экспертизу проекта якутского энергоблока «Ритм-200». Люди из проектной организации говорят, что построят его за четыре года, а экспертиза показывает, что потребуется минимум 13–15 лет с учетом северных условий.

Еще пример. Американская компания NuScale разработала очень хороший реактор малой мощности. Но реактора мало. Нужно сделать энергоблок со всеми системами безопасности. По их задумке, там должно было быть 12 модулей по 50 мегаватт. Они начинали с цены в шесть миллиардов, последняя цена была 13 миллиардов долларов за 600 мегаватт.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Декабрист» и другие шлумбергеры «Декабрист» и другие шлумбергеры

Первый по распространённости в мире кактус

Наука и жизнь
5 правил перезагрузки 5 правил перезагрузки

Как избавиться от лишних килограммов

Лиза
Климат «вышел за флажки» Климат «вышел за флажки»

К чему приведет рост средней глобальной температуры более чем на 1,5 градуса

Монокль
Катерина Мурашова: шанс на счастливую жизнь Катерина Мурашова: шанс на счастливую жизнь

Как справиться с кризисом подросткового возраста? Личная история

СНОБ
Вода королевы Вода королевы

О некоторых удивительных ароматах и ингредиентах раньше сочиняли легенды

Вокруг света
5 новых технологий, которые радикально изменят современный автопром 5 новых технологий, которые радикально изменят современный автопром

Современные автомобили давно стали гаджетами на колесах. Но что впереди?

РБК
Про лукавые орхидеи и цветочное царство Про лукавые орхидеи и цветочное царство

Какие уловки придумали растения для привлечения представителей животного царства

Наука и жизнь
Совы не то, чем кажутся: почему современное кино нельзя представить без Дэвида Линча Совы не то, чем кажутся: почему современное кино нельзя представить без Дэвида Линча

Как Линч стал одним из величайших режиссеров XX и XXI века

Forbes
Утомленные школой Утомленные школой

Как облегчить жизнь ребенку в тяжелое для него время?

Лиза
Разгруженные железные дороги Разгруженные железные дороги

С 2022 г. в России начался процесс активного перестроения логистических цепочек

Ведомости
Алиса, привет! Алиса, привет!

Бесплатные сервисы с использованием нейросетей на все случаи жизни

Лиза
Незамеченная революция новатора-мученика: что нужно знать про Варлама Шаламова Незамеченная революция новатора-мученика: что нужно знать про Варлама Шаламова

Какую революцию Шаламов совершил в литературе и чем он отличается от Фуко

СНОБ
«Со мной может случиться только плохое»: 4 признака, что вы попали в ловушку вечного пессимизма «Со мной может случиться только плохое»: 4 признака, что вы попали в ловушку вечного пессимизма

Что такое эффект синей точки и почему он высасывает радость из нашей жизни?

Psychologies
«Я верю в молочку» «Я верю в молочку»

Владислав Чебурашкин о своем подходе к бизнесу и потреблении молочных продуктов

Агроинвестор
Как выбрать идеальный детский снегоход в 5 шагов Как выбрать идеальный детский снегоход в 5 шагов

Детский снегоход: чем он отличается от обычного и как выбрать правильную модель

ТехИнсайдер
Маркетплейс на диване: какие тренды будут двигать вперед российский e-commerce Маркетплейс на диване: какие тренды будут двигать вперед российский e-commerce

Тренды интернет-торговли: регионализация и маркетплейсизация

Forbes
Иду на быт! 11 лайфхаков Иду на быт! 11 лайфхаков

Масштабный «разбор завалов»: расскажем, как сэкономить силы, время и нервы

Лиза
Все фильмы Дэвида Линча по порядку от хорошего к лучшему Все фильмы Дэвида Линча по порядку от хорошего к лучшему

Напоминаем кинофильмы Дэвида Линча, а еще то, что их нельзя смотреть по ТВ

Maxim
На это грантов не дают: как именитый хирург спасает финскую усадьбу под Выборгом На это грантов не дают: как именитый хирург спасает финскую усадьбу под Выборгом

Илья Слепцов восстанавливает на территории Киискиля исторические постройки

Forbes
Молекулы, необходимые для жизни, найдены в образцах астероида Бенну Молекулы, необходимые для жизни, найдены в образцах астероида Бенну

В породе, доставленной с астероида Бенну, обнаружены 14 из 20 аминокислот

ТехИнсайдер
Студенты перестали мечтать о быстрых головокружительных карьерах Студенты перестали мечтать о быстрых головокружительных карьерах

У российских студентов скорректировались приоритеты при выборе места работы

Ведомости
Любимые напитки кинозлодеев Любимые напитки кинозлодеев

Попытка погружения в тему алкогольных предпочтений злодеев вызвала у нас шок

Maxim
Школа с именем Школа с именем

Зачем футболисты открывают академии своего имени?

Ведомости
Юра Борисов номинирован на «Оскар»: в чем секрет успеха фильма «Анора» Юра Борисов номинирован на «Оскар»: в чем секрет успеха фильма «Анора»

Почему голливудский фильм «Анора» стал сенсацией в мире кинематографа

Psychologies
Исследование: какие напитки заставляют вас ходить в туалет чаще Исследование: какие напитки заставляют вас ходить в туалет чаще

Рейтинг из девяти напитков, которые заставят вас бежать в туалет

ТехИнсайдер
Что делать, если мужчина не держит слово в отношениях Что делать, если мужчина не держит слово в отношениях

Он обещал встретиться в выходные и «слился», сославшись на форс-мажор?

VOICE
Под контролем алгоритмов Под контролем алгоритмов

Как улучшить спутниковую связь и интернет

Санкт-Петербургский университет
Эсэсовский «Ватикан» Эсэсовский «Ватикан»

Как битва в Тевтобургском лесу стала основой германского национального мифа

Дилетант
Только не перезванивайте: 5 простых способов, как узнать, кто звонил с неизвестного номера Только не перезванивайте: 5 простых способов, как узнать, кто звонил с неизвестного номера

Как понять, что с незнакомого номера звонит злоумышленник?

ТехИнсайдер
Чудеса Кавказа: чем вас удивит этот край Чудеса Кавказа: чем вас удивит этот край

Кавказ хранит много тайн, и далеко не все они открываются путешественникам

Караван историй
Открыть в приложении