М Аджиев - Атомная энергетика — что дальше?

Подобные хранилища представляют собой огромные сооружения. И число их растет. Наступает момент, когда накопившиеся отходы надо куда-то девать.

Наиболее распространенной является технология прессования. Рабочий канал освобождают от всех конструктивных элементов, не имеющих столь высокой активности, как ядерное горючее: от кожухов, крышек, колпаков, дистанционирующих решеток и прочего. Остаются только тепловыделяющие элементы. Чтобы они занимали меньше места, их можно, например, скрутить в жгут. Затем такой жгут помещается в контейнер, заливается свинцом, закрывается сверху крышкой и заваривается. Получается некая герметичная капсула, предназначенная почти для вечного хранения.

Делается она из меди. Этот металл очень слабо подвержен коррозии, а потому контейнер может простоять без изменений сотни и даже тысячи лет. Когда же в металле начнут возникать свищи и герметичность нарушится, содержимое капсулы будет уже не опасно. За столь долгий срок радиоактивность отходов успеет снизиться до приемлемого уровня.

Но сразу возникают другие проблемы. Где хранить такие контейнеры?

Да, это тоже достаточно сложный вопрос. Но решаемый. На первых порах подходящим местом казалось дно океана. В некоторых странах успели забросить туда довольно много контейнеров. Но теперь такое решение проблемы считают неперспективным.

Среди разных способов размещения радиоактивных отходов, например, на антарктическом скальном грунте или в районах гранитных формаций, отдается предпочтение соляным шахтам. Причина такого выбора довольно проста. Известно, что соль хорошо растворима в воде. А потому, столкнувшись с большими соляными залежами, можно с уверенностью сказать: они очень долгое время (сотни лет) не контактировали с водой. А значит, этого не должно произойти и в будущем. Разумеется, я упрощенно излагаю идею. И подобные выводы подкреплены серьезными исследованиями.

Кроме того, соль хороша еще в другом отношении. Теплота, выделяемая радиоактивными отходами, вызывает пластическую текучесть соли. В результате она оплавит контейнер. А это — дополнительная защита.

Но конечно, выбором места проблема не ограничивается. Ведь речь идет не о вульгарном захоронении, а об инженерном сооружении. В нем необходимы системы контроля, вентиляции, подъемные механизмы и т. д.

Однако технические пути решения задачи достаточно проработаны и ясны. То же самое можно сказать в отношении других составляющих ядерного энергетического цикла. Хотя, безусловно, это не означает, что все трудности уже преодолены.

Ашот Аракелович, а не слишком ли дорого обходится решение подобных проблем? Вы упомянули о том, что захоронение отходов требует немалых капитальных вложений. Но и другие мероприятия тоже не дешевы: например, вывод из эксплуатации отслуживших ядерных реакторов. Здесь, как известно, существуют три варианта, и трудно сказать, какой дороже — консервация, захоронение или демонтаж? Как сообщают, единственный в истории США демонтаж реактора превзошел по стоимости само строительство: 6,9 миллиона долларов против 6 миллионов. Речь о реакторе Элк Ривер.

Да, это известный случай. Чтобы свести к минимуму облучение рабочих, ведущих демонтаж, корпус реактора разрезали под водой с помощью плазменной горелки. Однако происходило это двадцать лет назад, и мощность установки на Элк Ривер была в десятки раз меньше, чем у современных реакторов. Вряд ли опыт подобной работы можно считать значительным и экстраполировать его на сегодняшний день.

Разумеется, мое замечание следует воспринимать как уточнение. И сказанное не означает никакого отрицания: думаю, расходы в данной области сократить не удастся. Скорее наоборот: они будут расти. Но иного пути нет…

Строго говоря, абсолютно безопасных источников энергии не существует: при неправильном обращении уголь самовоспламеняется, водород взрывается. Даже солнечные электростанции не безупречны в этом отношении.

Специалистам памятен взрыв, случившийся в 1986 году на солнечной электростанции в испанском городе Табернас. Пожар охватил не только солнечные батареи и пульт управления, но проник и дальше. Когда огонь добрался до блоков, где использовался натрий, бедствие приняло особенно страшный характер. Ведь этот металл на редкость активен: достаточно небольшого нагрева, и при контакте с воздухом он мгновенно воспламеняется, а при соприкосновении с водой взрывается… Огонь бушевал много часов подряд, а пожарные ничего не могли сделать…

Разумеется, об этом случае я вспомнил не для того, чтобы опорочить солнечную энергетику. Но согласитесь, подобные примеры убедительно доказывают, что развитие научно-технического прогресса связано с определенным риском, зачастую труднопредсказуемым. А потому любое техническое новшество должно предусматривать системы, позволяющие безопасно его эксплуатировать, демонтировать и т. п. А значит, какие-то дополнительные расходы здесь неизбежны.

Экономить на безопасности не только рискованно, но и безнравственно.

И здесь вот на что хотелось бы обратить внимание. Как ни странно, но до сих пор не все еще понимают, что безопасность в атомной энергетике и, скажем, на железнодорожном транспорте — это совершенно разные понятия. Характер потерь — даже при одинаковом количестве жертв явных — при аварии на АЭС качественно иной. У нас пока мало изучены такие вопросы, как влияние малых доз радиации на живое. Атмосфера, грунт, вода, пищевые цепочки — здесь возникают очень сложные взаимодействия. Они могут иметь отдаленные последствия, прежде всего генетические. Об этом нельзя забывать.

То, что подобные вопросы требуют тщательных исследований, само собой разумеется. Но данные обстоятельства должны обязательно учитываться при проектировании АЭС, при нормировании их безопасности и всех составляющих ядерного топливно-энергетического цикла.

Но в таком случае не будет ли дешевле отказаться от атомной энергетики совсем? Или хотя бы последовать примеру США: прекратить строительство новых станций, провести необходимые исследования, а затем уже делать следующий шаг?

Некоторое замедление темпов развития атомной энергетики у нас в стране предусмотрено. Но здесь надо учитывать сложившуюся ситуацию.

Известно, что европейская часть СССР — наиболее энергопотребляющий регион нашей территории. Вместе с Уралом он «забирает» 80% всех топливно-энергетических ресурсов. В то же время свыше 90% энергетических запасов находится на востоке. В результате уже сегодня использование гидроресурсов на Европейской равнине вдвое выше, чем в других регионах. А за донбасским углем приходится идти на глубину свыше километра.

Иными словами, здесь наши возможности приближаются к определенному пределу. И наращивание мощностей атомной энергетики позволило снизить потребление органического топлива в европейской части страны.

Хотя, конечно, до конца проблему не решило: в перевозках с востока на запад доля топлива составляет примерно 40%. И чтобы отказаться от атомной энергетики совсем, надо предложить взамен другие конкурентоспособные источники энергии.

Сейчас вновь большие надежды возлагают на уголь. Разведанные запасы этого топлива настолько огромны, что даже при современных не всегда совершенных методах добычи его должно хватить на многие столетия. Но сразу же возникает ряд проблем.

Первая — транспортировка. К сожалению, месторождения у нас расположены на востоке, а совсем не там, где испытывается дефицит энергии. Кроме того, они отличаются довольно низкой калорийностью угля. Значит, перевозка не только обострит транспортную проблему, но и просто экономически нецелесообразна.

Рис. 3. Оценка мировых извлекаемых запасов угля

Если же вырабатывать электроэнергию на местах добычи, то надо делать сверхдальние линии электропередач. А это требует и времени, и больших капитальных вложений. Причем надо учесть, что при передаче электроэнергии на большие расстояния неизбежны ее огромные потери: до 10% в магистральных линиях и еще около 40% в распределительных сетях.

Но главное препятствие состоит даже не в перечисленных трудностях. Если мы будем развивать ТЭС на угле в том виде, как они существуют, то неминуема экологическая катастрофа. Современные угольные электростанции сжигают в течение года 2 × 106 т угля на 1 ГВт (эл) мощности. При этом образуется примерно 4 × 10 т золы, из которых 8 × 103 т выбрасывается в атмосферу. Особенно вредны выбросы сернистых газов, составляющие тысячи тонн на 1 ГВт (эл). Проливаясь на землю в виде кислотных дождей, они губят растительность, почву, водоемы и прежде всего здоровье людей.

Достижение же требований мировых перспективных стандартов (сокращение выбросов золы до 0,05, окислов серы до 0,2–0,3 и окислов азота до 0,15 — 0, 2 г/м3) в настоящее время связано с настолько высокими капиталовложениями, что повсеместное применение таких методов экономически совершенно неприемлемо. Экономически приемлемые «чистые» промышленные технологии использования угля мировой практике не известны. Правда, в этом направлении ведутся исследования. Перспективными, в частности, представляются разработки Энергетического института им. Г. М. Кржижановского. Завершение этих работ и их практическая реализация задерживаются пока из-за недостаточных ассигнований.