ОЯТ в России — не отходы, а ценное сырье
На сессии, которая посвящена энергетике, исполняющий обязанности главного технолога проектного направления АО «Прорыв»* Александр Жеребцов рассказал о том, какой концепции придерживается Россия в отношении отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).
Спикер отметил, что в России ОЯТ считают не радиоактивными отходами, а ценным сырьем. В то время как в странах Европы и США разрабатывают проекты по прямой утилизации ОЯТ, которые должны обосновать безопасность захоронения топлива на миллионы лет, отечественные атомщики развивают технологии, которые возвращают уран и плутоний в топливный цикл. Эти ценные компоненты снова используют в реакторах для выработки электроэнергии. Подход улучшает экономику цикла, экономит природный уран и позволяет полностью использовать энергетический потенциал сырья, а вместе с выделенным плутонием это создает почти неограниченную ресурсную базу.
Помимо урана и плутония при работе ядерного реактора в топливе образуются минорные актиниды — трансурановые элементы.
Мы трансмутируем минорные актиниды в реакторе до безопасного состояния. Тем самым потенциальная опасность захораниваемых отходов снижается на порядки. Это обосновывает безопасность захораниваемых отходов уже не на миллионы лет, как регламентируется, а достаточно соорудить пункт окончательной изоляции с прогнозируемой безопасностью на уровне 300 лет. Что, в общем-то, положительно сказывается на экономике.
Чтобы снизить биологическую опасность, атомщики строго регламентируют остаточное количество РАО — урана, плутония и минорных актинидов, — на уровне 0,1%. Для этого в России совершенствуют технологические процессы радиохимической переработки ОЯТ.
На уровне промышленного освоения технологии быстрых реакторов, которые имеют расширенную топливную базу и обладают возможностью воспроизводства топлива, сегодня мы абсолютные лидеры.
В рамках проекта «Прорыв» также развивают направление мощных промышленных реакторов. Спикеры отметили, что на Белоярской станции уже построен промышленный реактор БН-1200. Также в Северске ведут строительство экспериментального реактора «Брест»** с тяжелым свинцовым теплоносителем. Это совершенно инновационная разработка, которая есть только у России.
Малые и средние АЭС — стратегический вектор
Стратегия России в атомной энергетике включает три ключевых вектора. Виктор Ильгисонис («Росатом») объяснил, что основу программы составляют мощные энергоблоки с реакторами ВВЭР-1200, которые планируют серийно сооружать как для внутренних нужд, так и для экспорта. Параллельно атомщики развивают направление станций средней мощности. Такие проекты, например, блоки мощностью 600 и 400 МВт, обладают высоким экспортным потенциалом и подходят для регионов с ограниченной энергосистемой. Планы уже реализуют — один из таких блоков планируют построить на Кольской АЭС.
Особое внимание уделяют созданию станций малой мощности. Несмотря на высокую сложность и экономические вызовы, такие АЭС незаменимы для изолированных районов с проблемной логистикой. Они также критически важны для космических программ, например, для лунной станции, где становятся альтернативой солнечным батареям. В этой сфере Россия и Китай занимают лидирующие позиции в мире.
Тренды солнечной энергетики
В солнечной энергетике доминируют монокристаллические кремниевые технологии для наземного использования. Перспективу определяют два новых направления: органические и перовскитные солнечные элементы. Их ключевые преимущества — потенциально более низкая стоимость и возможность создания тонкопленочных структур. Особый интерес эти технологии представляют для космической отрасли. Они позволяют при заданных массогабаритных ограничениях спутников размещать более мощные энергоустановки.
В России по обоим направлениям ведут активные исследования несколько научных коллективов мирового уровня. Лаборатория Московского государственного университета реализует два крупных проекта по созданию перовскитных элементов для космоса в партнерстве с производителями космических солнечных батарей текущего поколения. Эта работа требует притока молодых специалистов — студентов и аспирантов — для дальнейшего развития прорывных технологий.
*Проект «Прорыв» («Росатом») создает новую технологическую платформу атомной энергетики на базе замкнутого цикла с реакторами на быстрых нейтронах. Это исключает тяжелые аварии с необходимостью эвакуации, позволяет многократно использовать топливо и решает проблему ограниченности ресурсной базы.
**Энергоблок с реакторной установкой БРЕСТ-ОД-300 — первый в мире энергоблок с реактором IV поколения на быстрых нейтронах и свинцовым теплоносителем. Ключевой элемент опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК) в рамках проекта «Прорыв».
Проект Наука Mail выступает информационным партнером V Конгресса молодых ученых.
Ранее Наука Mail писала о важных для всего человечества космических экспериментах.
