Войти

Академик РАН: развитие ядерной энергетики заставляет смотреть на новые технологии

3327
0
0
Леонид Большов
Леонид Большов.
Источник изображения: © ИБРАЭ РАН

Создатель Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН Леонид Большов рассказал ТАСС о прошлом, настоящем и будущем института и о перспективах развития ядерной энергетики

Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН (ИБРАЭ) в ноябре 2018 года отметил свое 30-летие. За прошедшие десятилетия ИБРАЭ стал одним из ведущих мировых научных центров по изучению безопасности на ядерных объектах. О прошлом, настоящем и будущем института и о перспективах развития ядерной энергетики ТАСС рассказал создатель ИБРАЭ, научный руководитель института академик РАН Леонид Большов. 

— Леонид Александрович, атомные станции существуют с 1970-х годов. Почему решение заниматься их безопасностью было принято только 30 лет назад?

— Институт был создан исключительно потому, что 26 апреля 1986 года произошла одна из самых крупных в мире аварий — авария на Чернобыльской АЭС. В процессе ликвидации последствий выяснилось, что знаний именно по тяжелым аварийным ситуациям на АЭС — как они возникают и как их преодолевать — недостаточно. На уровне политбюро ЦК КПСС, то есть на самом высшем уровне руководства СССР, было принято решение создавать институт, независимый от промышленности и органов надзора, который будет заниматься научными вопросами в обосновании безопасности на АЭС, помогать повышать уровень безопасности с научной точки зрения.

— Среди сотрудников действующих АЭС на тот момент не было специалистов по безопасности? 

— Когда произошла Чернобыльская авария, стало понятно, что люди, которые осуществляют техническое руководство АЭС, очень хорошо разбираются в действующих станциях — знают все про их проектирование, эксплуатацию, проектные аварии, но только не про тяжелые аварии.

Понимаете, тогда в принципе считалось, что таких аварий на АЭС не бывает. Предлагалось даже строить АЭС на Красной площади, так все были уверены в невозможности нештатных ситуаций. Единственная крупная авария на АЭС случилась в 1979 году на американской станции Три-Майл-Айленд (крупнейшая авария в истории коммерческой атомной энергетики США — прим.ТАСС). Тогда произошло расплавление около 50% активной зоны реактора, но за пределы станции радиоактивность не вышла. Это было серьезным предупреждением для мировой атомной энергетики. Но в Советском Союзе мы, честно говоря, легко прошли мимо этого события, решив, что это американцы, у них уровень подготовки операторов недостаточно высокий, так как на этих позициях работают люди без высшего образования — у них моряки после службы на атомных подлодках управляют реакторами. А у нас на АЭС работают инженеры, которые заканчивают высшие учебные заведения, прежде всего, Московский инженерно-физический институт (МИФИ, в настоящее время — Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"). 

— Как вы стали специалистами по тяжелым авариям на АЭС? 

— На место Чернобыльской аварии прилетел Евгений Велихов (выдающийся физик, долгие годы возглавлял Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова — прим.ТАСС). И убедился, что его коллеги не знают ответов на многие вопросы. Он стал привлекать физиков из Курчатовского института, из разных подразделений, которые не были связаны с атомной энергетикой. Например, я занимался вопросами разных новых технологий — лазеры, нелинейная оптика, лазерный синтез и много чего другого. И в первые дни после аварии нам пришлось разбираться с тем, как ведет себя расплав топлива внутри четвертого блока АЭС, с какой скоростью он расплавляет подстилающие конструкции и породы, как быстро дойдет до водоносного горизонта и что нужно сделать, чтобы гарантированным образом это предотвратить. Используя весь опыт, накопленный до этого времени при анализе разных физических и технологических процессов, мы достаточно быстро, буквально за две недели, построили науку по взаимодействию расплава активной зоны с окружающей средой и подготовили рекомендации по гарантированному застыванию расплава.

— Например? Что принципиально нового было предложено?

— Мы придумали и обосновали строительство ловушки для расплава топлива под четвертым блоком Чернобыльской АЭС, что на удивление было быстро выполнено: в июне 1986 года шахтеры уже вырыли туннель, собрали плиты, металлические конструкции, сварили вместе трубы, по которым должна была течь вода на случай, если расплав проплавит фундаментную плиту четвертого блока. 

— Чем вы с коллегами стали заниматься после завершения ликвидации аварии в Чернобыле?

— После сооружения саркофага над реактором мы вернулись к своим непосредственным обязанностям и думали, что дальше жизнь так и продолжится. Но в 1988 году меня вызвал Велихов и сказал, что принято решение создавать академический институт, а, мол, я в Чернобыле показал, что разбираюсь в этой тематике, — так я и стал руководителем ИБРАЭ. Очень многое из того, чем мы тогда начали заниматься, воспринималось поначалу в штыки — высокопоставленные представители атомной науки говорили нам, что тяжелые аварии нужно предотвращать, а не изучать. И двери Министерства по атомной энергетике для нас первые несколько лет были закрыты на большой замок. Поэтому мы пошли на мировой рынок и благополучие института в первые 10–12 лет в немалой степени было связано с тем, что мы повышали безопасность атомной энергетики США, Франции и Германии. 

От ловушек расплава до ядерных кодов 

— Каковы, по вашему мнению, основные результаты ИБРАЭ за прошедшие десятилетия?

— Изучая тяжелые аварии, как они происходят, в чем отличия от работы атомной станции в штатном режиме, ученые описывают многие процессы. Начиная от того, как в реакторе течет вода, и заканчивая тем, как во время водородного взрыва летят продукты деления, как радиоактивные продукты деления урана попадают в атмосферу и распространяются в зависимости от направления ветра, осадков и многие, многие ситуации. Все это легло в основу создания физических и математических моделей, компьютерных кодов или просто кодов, как мы их называем. Специалистам ИБРАЭ удалось создать такие коды для всех процессов, которые возможны на современных АЭС. 

— Как вы проверяли свои модели? Раньше не было современных компьютеров и таких вычислительных способностей.

— Например, ловушку под четвертым блоком Чернобыльской АЭС мы уже рассчитывали с помощью двумерных моделей, и картинки были типа тех, что и сейчас можно увидеть, потому что мы занимались самыми передовыми областями науки. Как вы знаете, верификация любых моделей — эксперимент, но специально поставленный в контролируемых условиях, с предварительными расчетами. Один из первых подобных проектов — о том, как при аварии на АЭС удержать расплав урана в корпусе реактора, — был организован в Курчатовском институте. Мы обеспечивали расчетно-теоретическую часть этого проекта. А физики Курчатовского института проводили само удержание. На основе этих расчетов и экспериментов была дана рекомендация строить ловушки на новых реакторах для удержания расплавленного топлива заранее, а не после того, как случилась авария. 

— В чем их основной принцип?

— Ловушки нужны на случай, если в корпусе реактора расплав активной зоны удержать не удалось, корпус проплавился. Тогда расплав должен попасть внутрь ловушки — зоны с охлаждаемой водой стенками. Внутри этой зоны также содержится так называемый жертвенный материал, который быстро расплавляется, приводит все в жидкое состояние. И дальше эта радиоактивная смесь бурлит как кастрюля на плите, а стенки охлаждаются. Важно, что радиоактивность не улетает вверх и не опускается вниз. 

Другой пример — одна из наших недавних работ, которую мы выполнили вместе с коллегами из Института по эксплуатации атомных станций, — создали "цифровой двойник" первого блока второй Нововоронежской АЭС. Это цифровые модели, которые описывают физические процессы, протекающие на АЭС в самых разных условиях, например, что произойдет при пуске: появляется возможность заранее проверить, правильно ли создан проект. Если вдруг возникают какие-то отклонения, можно спрогнозировать, к чему это может привести.  

Еще одно направление нашей работы, которое родилось также в результате трагедии, и я даже помню когда — в конце 1988 года после Спитакского землетрясения (крупное землетрясение в Армении — прим. ТАСС). Оно немного задело атомную станцию в Мецаморе. 

— Землетрясение повлияло на АЭС?

— Самую малость зацепило, ничего критичного там не было, но местные жители стали выступать против АЭС, требовали ее закрыть. Чтобы разобраться в ситуации, приехали специалисты из нашего института и из США. И тогда первый раз мы построили модели, как радиоактивность, вылетевшая при той или иной аварии из станции, распространяется с учетом ветра, дождей и прочего. Появилось направление, которое сейчас является одним из основных в работе ИБРАЭ, — научная основа радиационного мониторинга и аварийного реагирования. За прошедшие годы в 29 регионах нашей страны были созданы системы радиационного мониторинга. Они собраны в единую комплексную систему мониторинга защиты населения (КСМЗН). Вся полученная на них информация стекается в ситуационный кризисный центр МЧС и в ситуационный кризисный центр "Росатома". А у нас здесь в академическом институте 24 часа в сутки семь дней в неделю работает центр научно-технической поддержки этой системы.

Переход к новой ядерной энергетике 

— После аварии на Чернобыльской АЭС была проделана большая работа. Что же стало причиной аварии на японской АЭС "Фукусима-1" в 2011 году?

— Я вам рассказал, как мы отнеслись к аварии на американской станции. Точно также японцы отнеслись к нашей аварии — это в диком СССР, где книжек не читают, правил не соблюдают. Я был в 1992 году в составе академической делегации в Японии, мы ездили по разным предприятиям, были и в TEPCO (Tokyo Electric Power Company), которая эксплуатирует фукусимскую станцию. Спросили у их представителей: как вы готовите своих операторов к тяжелым авариям? Они сказали: какие тяжелые аварии? У нас очень хорошо обученные и очень хорошо дисциплинированные операторы, у нас такого быть не может. И в итоге, они наступили ровно на те же грабли, что и мы с Чернобыльской АЭС. Хотя МАГАТЭ их два раза предупреждало, что не все в порядке с конкретными станциями, в том числе с "Фукусимой-1". Однако японцы рассудили, что денег нужно на эти исправления много, а эксплуатировать "Фукусиму" они собирались только несколько лет, невыгодно им показалось исправлять ошибки.

— И в чем же была их ошибка?

— Это может звучать странно, но на самом деле, фукусимская авария показала, что атомная энергетика — очень надежная технология. Что после гигантского землетрясения и гигантского цунами практически все системы станции были в рабочем состоянии. Но оказалось, что дизель-генераторы, которые в случае чрезвычайной ситуации должны охлаждать реакторы и не дать им взорваться, были поставлены в подвале. Японцы посчитали, что пятиметровая стена сможет защитить их от цунами. Однако в 2011 году волна цунами была 15 метров. И она залила дизель-генераторы и все оборудование. Поэтому они смогли запустить систему охлаждения только на пятом и шестом блоках. А всего-то нужно было — поднять эти генераторы повыше. И все. Не было бы аварии такого масштаба.

— Что предпринимала Россия, когда стало известно об аварии на АЭС в Японии?

— Я был в это время в Вашингтоне и получил соответствующий звонок от коллег. Предлагаю им, давайте просчитаем самый катастрофический сценарий: все шесть блоков взорвались и выбросили радиоактивность в атмосферу, ветер дует точно на Владивосток, и, когда облако приходит во Владивосток, там выпадает ливень и все осаждается. Такого в жизни точно не бывает, вероятность этого исчезающе мала. Но просчитали этот вариант, и выяснилось, что даже в этом случае доза для самой чувствительной части населения — для детей — на уровне 10 миллизиверт в год, то есть на здоровье никоим образом не повлияет. Поэтому мы выдали четкие рекомендации, что в Приморье, Владивостоке ничего делать не надо. Единственное, что мы посоветовали нашему правительству, — включить на полную катушку работу с общественностью. В итоге в 400 пунктах проводились измерения радиационного фона и по всем каналам — ТВ, радио, печать, бегущая строка — каждые 15 минут передавалась информация о радиационном фоне — настолько малом, что причин для беспокойства нет.

— Японцы сотрудничали с вашим институтом?

— Они в первые месяцы ни с кем не стали сотрудничать именно вследствие того, что не были готовы, не было у них информации, что делать в таких случаях. Например, вместо того чтобы ограниченное число людей временно отселить, почистить территорию и вернуть обратно, они отселили огромное количество народу. Причем не сразу им сказали, что опасно, что не опасно, перепугали всех, естественно. И расхлебывают эти последствия до сих пор — в Японии по одному блоку АЭС запускается в год после неимоверных мучений. А страна без своих природных ресурсов, для них атомная энергетика крайне как нужна. Но они поставили под сомнение будущее своей атомной энергетики, а также создали проблемы и в других странах. Например, немцы отказываются от строительства АЭС, швейцарцы решили, что они выводят из эксплуатации блоки, и даже французы, у которых 75% атомного электричества, под натиском зеленых взяли обязательство снизить этот показатель до 50%.

Поэтому задача дальнейшего развития атомной энергетики заставляет нас смотреть на новые технологии. В этом смысле у России сегодня есть очень серьезное преимущество перед другими странами.

— О каких новых технологиях? Вы имеете в виду проект "Прорыв"?

— Да, в стране с 2010 года действует ФЦП "Новые технологические платформы атомной энергетики, замкнутый топливный цикл с быстрыми реакторами", или проект "Прорыв", который дает возможность надеяться, что у нас будут более безопасные и одновременно более дешевые атомные станции. Они будут более эффективно использовать топливо — и не уран-235, которого всего 0,7% в природной руде, а основной изотоп, уран-238, не производя при этом оружейных материалов. И наш институт, хоть мы и не занимались ранее реакторами на быстрых нейтронах, принял решение, что мы будем развиваться в сторону новых технологий и сделаем систему кодов нового поколения для таких атомных станций. И за последние восемь лет 17 кодов нового поколения для свинцовых, натриевых и свинцово-висмутовых реакторов с описанием всех процессов, в том числе на завершающих стадиях топливного цикла, были разработаны. Более половины кодов уже прошли аттестацию в Ростехнадзоре и используются нашими коллегами для обоснования безопасности на станциях нового поколения. И мы активно продолжаем эту работу. 

— Какие еще проекты будущего можете назвать?

— По завершающим стадиям ядерного топливного цикла приведу два примера. Была в начале 2000-х годов проблема — Теченский каскад водоемов (хранилище жидких радиоактивных отходов (ЖРО) — прим.ТАСС), принадлежащий производственному объединению "Маяк". Это первое предприятие, где делали плутоний для ядерного оружия. В годы холодной войны экологические проблемы были далеко не первым приоритетом, потому высокоактивные отходы сбрасывали в водоемы. И в конце 1990-х годов встал серьезно вопрос, что же с такими водоемами делать. В годы с обильными осадками возникала угроза переполнения водоемов и загрязнения обитаемой части поймы реки Теча. Мы предложили модель поведения всей водной системы с двумя обводными каналами, позволяющую вести мониторинг и управление уровнем воды. Ситуация стала стабильной. Был также предложен комплекс мер, который приведет к тому, что где-то ближе к 2045 году последние водоемы уже не будут содержать ЖРО. И в дальнейшем объект можно будет снимать с контроля Ростехнадзора. 

Второй пример — высокорадиоактивные отходы, которые накоплены на "Маяке", требуют захоронения. Для этого предложено создать подземный пункт захоронения РАО в Нижнеканском скальном массиве (Красноярский край). Сегодня в "Росатоме" утверждена стратегия создания этого пункта. На первом этапе будет организована подземная лаборатория, в которой будут проведены исследования о возможности захоронения РАО. На основе полученных данных будут принимать решение о строительстве пункта захоронения отходов. В общем, по минимуму эта программа рассчитана до 2065 года. 

— То есть теперь "Росатом" охотно вам заказывает проекты?

— Да, за 30 лет существования ИБРАЭ мы прошли путь от полного неприятия до тесного взаимодействия с "Росатомом". Являемся сейчас головной организацией по ряду проектов и рассчитываем это сотрудничество только развивать в дальнейшем, не забывая при этом про независимость своего положения.


Беседовала Дарья Золотухина

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
07.10.2015
Пекин оживил споры вокруг АЭС нового поколения
24.12.2012
Российский проект для большого мира
08.06.2012
Мирный ли на самом деле атом?
27.06.2011
Председатель Правительства Российской Федерации В.В.Путин провёл рабочую встречу с руководителем Государственной корпорации «Росатом» С.В.Кириенко
24.05.2010
III Международный салон «Комплексная безопасность-2010» завершен
23.07.2009
Кузница российских ядерных кадров
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 16.04 22:51
  • 0
Об Украине и Израиле. Не-элитный взгляд из США.
  • 16.04 22:36
  • 847
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 16.04 17:33
  • 115
Конкурента российского Су-75 из Южной Кореи впервые представили на выставке
  • 16.04 17:16
  • 207
МО РФ: точность РСЗО "Торнадо-С" при использовании современных боеприпасов достигает 100%
  • 16.04 15:22
  • 2
Ответ на пост Razgon'а (важные IMHO вопросы)
  • 16.04 15:12
  • 74
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана
  • 16.04 12:10
  • 1
Перспективная ракета "Амур-СПГ" сможет повторно использоваться от 50 до 100 раз
  • 16.04 11:28
  • 0
Поляки не могут разобраться, как же летать на южнокорейских самолётах FA-50
  • 16.04 09:24
  • 14
В спецоперации на Украине задействован триумвират крылатых ракет - "Калибр", "Оникс" и Х-35
  • 16.04 09:05
  • 5
Никита Михалков: России больше не нужно окно в Европу, которая окончательно деградировала
  • 16.04 08:51
  • 2
"Вампиры" против "Гераней" на Украине
  • 16.04 08:31
  • 0
Почему Израилю нужна полномасштабная война на Ближнем Востоке
  • 16.04 01:21
  • 2
Названо количество прикрывающих российские объекты «Панцирей»
  • 15.04 22:40
  • 1
Российские «Солнцепеки» получили дополнительную защиту
  • 15.04 22:39
  • 0
О русском патриотизме