Станислав Субботин, начальник отдела Института перспективных энергетических технологий НИЦ «Курчатовский институт». По материалам выступления
Основная сложность развития атомной энергетики – в попытках поместить ее, явление абсолютно новое, в рамки старых понятий. Мы пытаемся объяснить в привычных терминах, что АЭС должна быть конкурентоспособной, экономически эффективной, безопасной, надежной, привлекательной и экологически приемлемой. На самом же деле атомная энергетика шире этих понятий. Пытаясь объяснить что-то, мы используем в основном четыре категории знаний: обыденное, научное, религиозное, философское.
В рамках научных понятий и методов мы пытаемся объяснить, что такое атомная энергетика, каковы ее безопасность и экономичность, даже стараемся осуществлять развитие этого принципиально нового явления на основе экономических моделей. Экономику нам предложили философы, они же дали нам набор категорий, подходящих под обыденное мышление. Но попытки уложить атомную энергетику в стандартные экономические схемы тоже терпят крах. То же и с экологией: она принципиально сложнее экономики, не описывается научно и ближе к религиозному восприятию. Но ядерная энергетика уже помогла нам актуализировать такие понятия, как абсолютная безопасность, абсолютная ответственность, вечность. Уже сейчас при лицензировании долговременных хранилищ говорится о возможности обеспечить срок изоляции топлива в 1 млн лет.
Что такое экологичность ядерной энергетики? Мы получили технологию, которая позволяет локализовать отходы и снизить воздействие на окружающую среду так, как невозможно ни в одной другой технологии – это минимальное вторжение в природные процессы.
Ядерная энергетика развивается только в рамках законодательства, а законы развиваются медленно, и мы управляем будущим, глядя в зеркало заднего вида, тогда как нам нужно прозрение. Даже используя сценарный анализ как научный метод, мы не обманываем себя в способности придумать достоверный план хотя бы на столетие. Но сценарный анализ позволяет нам актуализировать постановку задачи, оценить ресурсы и выстроить схему будущего.
Ядерная энергетика – по сути, часть механизма управления природными процессами; она дает нам новые возможности организации хозяйственной деятельности (как части природных процессов). В этой ситуации мы похожи на ребенка, который получил волшебную палочку – огромные возможности, но последствия представить мы не можем. И делая многое в ядерной энергетике, мы должны знать в экологическом аспекте в десятки раз больше, чем можем использовать.
Ядерная энергетика большого масштаба стала складываться исходя из глобального подхода к ее становлению; она, в отличие от других видов генерации, обладает потенциалом устойчивого развития. Это часть природных процессов, и, управляя природой с ее помощью, мы можем строить будущее с минимальным воздействием на окружающую среду, не вникая в происходящее на Земле при нашем «вторжении», как, например, при сжигании углеводородного топлива. Мы получаем возможность озаботиться судьбой людей через миллион лет.
Уже сейчас видно, что добыча урана – более опасный процесс, поскольку способствует высвобождению радона, и можно увидеть и осуществить полезную для природы «ториевую паузу», которая позволит подправить наш ущерб природе при добыче урана. В нашем распоряжении уже есть технологии получения энергии из практически неограниченных источников, таких как уран-238 и торий-232. Мы можем организовать нейтронное поле с помощью урана-235. Его ресурс ограничен; будущим неограниченным источником нейтронов станут дейтерий и литий. Уран-235 в стратегии развития ядерной энергетики мы рассматриваем как инверсионный ресурс. Это кредит, который мы должны вернуть в виде плутония или урана-233. В современной структуре ядерной энергетики легче всего вернуть этот кредит через уран-233 в тепловых реакторах.
Прогнозируя что-либо, мы нередко сталкиваемся с системным парадоксом: мы не можем достоверно прогнозировать развитие системы, включенной в другую систему. Необходимо развивать разные типы реакторов, потому что лишь такой подход, в отличие от развития реакторов лишь одного-двух типов, позволит обеспечить системное развитие энергетики, проблемы энергобезопасности, хозяйственные потребности.
Рассматривая нелинейные системы различной сложности, мы должны учитывать асимптотику (уход проблемы в бесконечность по шкале времени); если она учтена – решение можно считать найденным. Если асимптотики нет, то не следует тратить жизнь на решение этой проблемы. Мы нашли асимптотику для уран-плутониевого цикла с быстрыми реакторами; их должно быть не меньше трети в сегодняшней системе тепловых реакторов.
Если мы сможем использовать в качестве топлива торий, это позволит нам обойтись гораздо меньшим количеством быстрых реакторов (до 10 % в сегодняшней системе из одних тепловых реакторов); нейтронный баланс урана-233 в тепловых реакторах значительно лучше. Нельзя терять америций и кюрий – их нужно утилизировать, уменьшая потери. Мы предлагаем использовать жидкое топливо для реакторов.
Анализируя жизненный цикл ядерного топлива, мы видим, что нам нужны как микро-, так и макроэкономические модели – новые сценарные механизмы, которые в том числе позволяют обойти противоречие ядерной энергетики и понятий собственности.
Кому принадлежат плутоний и уран, кто за них отвечает в перспективе, например, 10 тысяч лет? Рассматривая ядерный топливный цикл как системообразующий фактор, мы можем контролировать источники опасности, и вопрос безопасности оказывается в категории веры и надежды. Мы уменьшаем реальную опасность, если минимизируем избыточную активность, запасенную энергию, например, за счет снижения давления и температуры в реакторе. Если мы правильно переформулируем экономические принципы развития атомной энергетики, то сможем пойти на уменьшение глубины выгорания, на снижение единичной мощности. Пока все пространство атомной энергетики выстроено под тысячу мегаватт, реакторам малой мощности не пройти через сложившиеся рамки.
Население планеты беспокоит проблема безопасности. Но мы должны понимать, что речь идет не только о безопасности как свойстве предприятий не допускать аварийных ситуаций, но и о защищенности наших длительных интересов. Именно ядерная энергетика решает проблемы безопасности в их широком понимании, и полагаю, что по этой причине она будет с нами, поскольку альтернативы нет.
Алексей Комольцев для журнала РЭА
