Топливо будущего: Россия запускает атомный ренессанс

Пока на Западе рассуждают об отказе от российских энергоресурсов, ученые в РФ работают в лабораториях над перспективным проектом, отказаться от результатов которого уже вряд ли кто-то захочет. В госкорпорации «Росатом» создали уникальное ядерное топливо будущего, которое станут использовать в эффективных ядерных реакторах четвертого поколения, вырабатывающих дешевую электроэнергию.

Технологическое развитие подталкивает человечество к строительству новых атомных электростанций. Огромным дата-центрам (ЦОД – центр обработки данных) и системам искусственного интеллекта по всему миру понадобится гигантское количество электроэнергии. Президент США Дональд Трамп распорядился построить до 2030 года как минимум 10 новых энергоблоков. Он также подписал соглашение с премьер-министром Великобритании Киром Стармером о строительстве на британской территории 12 энергоблоков. Аналогичные процессы идут не только в западных странах. Китай и Индия быстрыми темпами развивают свою атомную энергетику. Россия строит АЭС в других государствах, но и про себя не забывает.



Президент РФ Владимир Путин поручил построить 38 энергоблоков на российской территории, т. е. более чем в два раза увеличить количество действующих реакторов (эксплуатируются 37 атомных энергоблоков на 11 АЭС с общей установленной мощностью около 30 ГВт). Главный вопрос – где взять на всю эту колоссальную генерирующую инфраструктуру на планете нужное количество ядерного топлива для выработки электричества? По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), к 2030 году глобальная потребность в уране для атомных реакторов вырастет на 1/3 и достигнет 86 тыс. тонн, к 2040-му этот показатель увеличится до 150 тыс. тонн, но добыча на действующих шахтах сократится в два раза из-за истощения запасов. Создание новых урановых рудников требует значительных денег и времени, ошеломляющих инвестиций и занимает до 20 лет. Получается, что человечество входит в эпоху атомного ренессанса, но при этом одновременно стремительно приближается к глубокому топливному кризису.

Но в России все предусмотрели и продумали на целое столетие вперед. В настоящее время в реакторах эффективно используется лишь 1% урана, а оставшиеся 99% отправляются на временное хранение или утилизируются как радиоактивные отходы. На планете уже накоплено порядка 400 тыс. тонн отработанного ядерного топлива. Если не принять мер, то относительно быстро человечество истратит имеющиеся запасы урана и получит горы опасных отходов. Решением проблемы являются реакторы на быстрых нейтронах, которые позволяют эффективно использовать для выработки электроэнергии вторичные продукты топливного цикла, т. е. перерабатывают то, что раньше считалось невозможным. В отличие от США, Франции и Японии, РФ не бросила исследования в этом направлении и добилась большого прогресса.

Сначала был построен реактор БН-350 (первый в мире опытно-промышленный энергетический реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, созданный в СССР и введенный в эксплуатацию 16 июля 1973 года в Шевченко, ныне Актау, Казахстан, входит в состав «Мангистауского атомного-энергетического комбината»), но он уже находится на этапе вывода из эксплуатации. Чуть позже, в 1980 году, появился БН-600 на Белоярской АЭС в Свердловской области. Спустя 35 лет рядом построили БН-800, и теперь ведется подготовка по созданию реактора БН-1200М. Также уже строится прорывной реактор БРЕСТ-ОД-300 – двухконтурная установка, в которой теплоноситель первого контура – натрий, а второго – расплавленный свинец. Никто в мире такого еще не создавал. Это большая и кропотливая деятельность, которая позволит создать замкнутый ядерный цикл. Когда РФ в одиночку осуществит задуманное, топливная база всего человечества увеличится в 100 раз, т. е. можно говорить практически о бесконечном получении энергии, что станет спасением для цивилизации.

Самым передовым является экспериментальное российское СНУП-топливо для реакторов на быстрых нейтронах – смесь нитридов урана и плутония. Это топливо обеспечивает потрясающие характеристики и позволяет делать реакторы более компактными. В «Росатоме» была изготовлена уникальная тепловыделяющая сборка ОС-5 на базе упомянутого СНУП-топлива, гарантирующая высокие показатели эффективности и безопасности. Под стальную оболочку впервые помещен металлический натрий, который обволакивает топливные таблетки. Температура такого топлива будет ниже, а уран-плутониевая таблетка будет меньше распухать и давить на оболочку ТВЭЛа. Теперь сборку ОС-5 испытают на действующем реакторе БН-600, чтобы подготовить к использованию в составе реактора БРЕСТ-ОД-300.