Атомная энергетика — что дальше? - М Аджиев

Путь, связанный с развитием атомной энергетики, поначалу выглядел вполне естественным и, пожалуй, неизбежным. Но здесь произошел своеобразный отрыв от тылов. Уже в 1975 году в мире действовало 130 атомных электростанций. Традиционным же электростанциям потребовалось примерно сто лет, чтобы выйти на подобный уровень инженерных решений и эксплуатационной надежности. Накопленный опыт эксплуатации АЭС оказался несоизмеримо мал с масштабами развития новой отрасли. Между тем вопросы безопасности требовали более тщательной проработки. В итоге…

Что произошло в Чернобыле? Цепь случайных событий? Не совсем… Почти невероятное наслоение неверных эксплуатационных решений, усугубленное некоторыми конструктивными недостатками, привело к разгону цепного процесса, расплавлению активной зоны и к взрыву. Об этом так много писалось, что нет смысла продолжать.

Ничего принципиально нового в наши знания авария на АЭС не внесла. С точки зрения физики и техники здесь все понятно. С точки зрения гражданина видимо, нет. И оправдывать случившееся безнравственно. На мой взгляд, это тот самый случай, когда неправильные решения в области техники приводят к огромным по масштабам нежелательным социальным последствиям.

Около 20 лет назад писатель Иван Ефремов заметил: «Физика, например, из самой передовой все больше превращается в консервативную и абстрактную дисциплину. Ее следуют и некоторые другие отрасли знания. Между тем религия в плане всего человечества отошла на задний план, а на ней прежде покоилась общественная мораль. Наука, заменившая религию, особенно в социалистических странах, уделила мало внимания разработке научно обоснованной системы морали и общественного поведения человека в обществе, отдавая почти все силы погоне за открытиями вообще. Но познание „вообще“ антигуманистично и аморально, поэтому все резче обозначается расхождение между насущными потребностями человека и ходом развития науки и техники». Согласны ли вы с этими словами?

Подобные мысли высказывал не только И. Ефремов… К сожалению, во многом они оказались верными. И потому сегодня на плечи ученых ложится все большая ответственность. Особенно на тех, кто занимается разработкой новых проектов в области атомной энергетики. Новые ошибки здесь недопустимы.

Однако подобные утверждения останутся пустым лозунгом, если они не будут подкреплены конкретными действиями. Я специализируюсь в области точных наук, а потому оцениваю ситуацию прежде всего с технических позиций.

Мы знаем, причиной возникновения аварии в Чернобыле были ошибки обслуживающего персонала. Однако целиком и полностью относить случившееся на счет преступно безграмотных действий было бы неправильно.

Разумеется, речь не о том, чтобы оправдать персонал АЭС. Вопрос стоит иначе. И я считаю его принципиальным. Атомная электростанция — слишком ответственный объект. А потому ни грубейшие ошибки оператора, ни наложение друг на друга различных неисправностей, пусть и самых маловероятных, ни даже умышленное извлечение органов управления из активной зоны, ни возникающие при этом аварийные ситуации не должны приводить к расплавлению активной зоны. «Запрет» на это необходимо заложить в физические, химические и конструктивные характеристики реактора.

Он должен быть сконструирован так, чтобы обладать «внутренней» безопасностью. Только тогда нам удастся избежать новых трагедий.

Конечно, промышленный выпуск подобного оборудования — дело непростое, дорогостоящее и требует немало времени. Но пути решения этой технической задачи достаточно ясны. И уже с 1995 года планируется оснащение всех строящихся АЭС реакторами нового поколения.

Но до 1995 года еще шесть лет. А какие меры по повышению безопасности приняты сегодня?

Программа действий, связанных с безопасностью атомной энергетики, намечена очень широкая. Многое из нее уже сделано.

Во-первых, по системе управления: здесь имелись особенности, которые при ошибках персонала могли «провоцировать» аварию. Теперь они устранены.

Во-вторых, по конструкции самого реактора — в нее тоже внесены изменения, заметно повышающие безопасность эксплуатации.

В-третьих, по средствам технической диагностики, помогающим следить за состоянием металла в ответственных деталях: трубопроводах, корпусе и т. д. Сегодня идет довольно широкое внедрение их в практику. И изменения, чреватые аварийными последствиями, удается выявить на ранних стадиях развития.

Кроме того, разрабатываются автоматизированные системы контроля и анализа параметров АЭС. Такие системы выступят в роли экспертов-советчиков для обслуживающего персонала, помогая принять правильное решение в нестандартных ситуациях.

Наконец, многое делается для совершенствования систем локализации аварий. Прежде всего внимание уделяется пассивным системам охлаждения активной зоны. Есть ли энергоснабжение или нет, они, если нужно, вступают в работу автоматически и отводят тепло из активной зоны реактора.

В дополнение к этому улучшена подготовка обслуживающего персонала, создаются специальные тренажеры, начинает внедряться профессиональный отбор инженерно-технических работников для АЭС. Короче, приняты все меры, чтобы свести к минимуму вероятность возможных аварий.

Программа очень большая, требует значительных средств на свое осуществление и резко увеличивает стоимость АЭС. Но тенденция к удорожанию повсеместна, она наблюдается во всем мире.

Наверное, неправильно сводить проблему к безопасности только атомных электростанций. В противном случае «за кадром» остается слишком многое. Добыча урана, процессы обогащения, производство тепловыделяющих элементов, захоронение радиоактивных отходов — тоже элементы атомной энергетики. Об этих ее составляющих почти не говорят, но проблемы, связанные с ними, существуют. Как они решаются?

Давайте подробно рассмотрим какой-нибудь один вопрос, например, захоронение радиоактивных отходов. Насколько мне известно, эта проблема вызывает наиболее пристальный интерес.

Хочу внести ясность: отходы образуются не только на АЭС. Их дает вся атомная промышленность: и добыча, и переработка сырья, и изготовление рабочих каналов (тепловыделяющих элементов), и применение радиоактивных изотопов в медицине, биологии, промышленности.

Правда, у них есть одна особенность, которую можно расценивать как преимущество. В силу высокой концентрированности энергии в ядерном топливе, количество образуемых отходов, по сравнению с другими отраслями, сравнительно невелико. Но все равно — грязь есть грязь, и проблем здесь довольно много.

Сама технология выделения отходов, их концентрирование, прессование, заключение в цементные, битумные или стеклянные блоки — это целая отрасль атомной промышленности.

Еще более сложной и дорогостоящей является технология сжигания, позволяющая уменьшить объем отходов в 20-100 раз. Отходящие дымовые газы очищаются методами адсорбции и фильтрации, а зола, загрязненная радионуклидами, подвергается цементированию, битумированию или остекловыванию.

Эти отрасли развиваются параллельно с ядерной энергетикой и забирают у нее значительную долю капитальных вложений. И чем дальше входим мы в атомный век, тем больше будет отходов.

Но главный вклад вносят, конечно, атомные электростанции. Особое место здесь занимают отработавшие рабочие каналы, которые содержат высокоактивные осколки деления, а также недовыгоревший уран и накопившийся плутоний. Они представляют собой наиболее активный тип отходов и наиболее специфичный. А потому требуют к себе особого отношения.

При современной ситуации на атомном рынке (уран сейчас стоит относительно дешево) извлекать полезные компоненты из отработавших рабочих каналов не имеет смысла. Это и очень сложно технически, и дорого, и опасно. А потому сегодня тепловыделяющие элементы подвергают захоронению, чаще всего прямо на территории АЭС. Хранят их в водной среде на достаточно большом удалении друг от друга. Таким образом, достигаются две цели. Во-первых, отводится тепло, выделяющееся при продолжающемся радиоактивном распаде остатков «горючего». Во-вторых, исключается возникновение критического ансамбля, способного привести к взрыву.

Рис. 2. Один из способов захоронения радиоактивных отходов

1 — здание вентиляционной службы; 2, 3 — помещения для подъемных механизмов; 4 — склад; 5 — здание для приемки отходов; 6 — шахтный ствол для отходов; 7 — соль; 8 — место хранения отходов; 9 — вентиляционный туннель; 10 — дно шахты; 11 — шахтный ствол для персонала.

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