Тренды:
август–СЕНТЯБРЬ 2018

Принцип их работы таков: облученный в реакторах материал помещается в устойчивых к коррозии, изолированных от окружающей среды контейнерах на большую (несколько сотен метров) глубину в недра скальных или мелкодисперсных осадочных пород, сильно замедляющих инфильтрацию. Подобные проекты обсуждаются во Франции, Канаде, Бельгии, Финляндии, Швеции, России, Германии, США, Великобритании, Испании, Южной Корее и других странах. Тем не менее до сих пор нигде в мире не существует действующего, оборудованного с расчетом на многие тысячи лет пункта геологического захоронения высокоактивных ядерных материалов невоенного происхождения. И все же в последнее время в этом массовом международном марафоне, длящемся не одно десятилетие, определился явный лидер, который приближается к воплощению первого в мире проекта такого рода — это Финляндия.

В этой стране в районе АЭС «Олкилуото» уже строится пункт глубинного захоронения ОЯТ в недрах гранитной породы, на глубине порядка 400 метров. Проект реализуется Posiva Oy — совместным предприятием энергокомпаний TVO и Fortum, которым принадлежат две действующие в стране атомные станции. Проект готовился долго (с 1980-х годов), но относительно быстро получил разрешение на строительство: заявка была подана 28 декабря 2012 года и удовлетворена менее чем через три года — 12 ноября 2015 года. Спустя еще примерно год началось строительство.

Параллельно с сооружением Posiva готовится к получению лицензии на эксплуатацию. Для этого компания приступает к натурным испытаниям операций по хранению имитационных ОТВС в исследовательском комплексе Онкало, созданном на месте будущего пункта захоронения для всесторонней экспертизы технических решений проекта и местной геологии. Основа Онкало — система шахт и тоннелей, образующих по существу подземную исследовательскую лабораторию, которая в последующем станет частью полноразмерного хранилища. Серия исследований в Онкало продлится до начала 2020-х годов и позволит обосновать заявку на получение лицензии на эксплуатацию пункта глубинного захоронения. Ввод в строй объекта намечен на 2023 год.

Немного отстают Швеция и Франция. В начале десятилетия могло показаться, что они ближе к цели, но у обеих стран возникли заминки с прохождением экспертиз и разрешительных процедур.

Швеция имела все шансы первой построить такой объект. Именно в этой стране была разработана внедряемая сегодня в Финляндии технология захоронения ОЯТ: в сети подземных туннелей, в герметичных, толстостенных медных капсулах, включающих вставки из чугуна или бористой стали с ячейками для ОТВС; эти капсулы, содержащие по ~2 тонны ОЯТ, помещаются в скважины, пробуренные в твердой породе, и окружаются слоем бентонита. К тому же Стокгольм раньше, чем Хельсинки, начал процедуру лицензирования объекта: компания SKB, отвечающая в стране за обращение с ОЯТ и РАО атомных станций, еще в 2011 году подала заявку на его сооружение в районе АЭС «Форсмарк». Однако получение разрешения на строительство может затянуться до начала 2020-х годов: компании пока не удалось убедить ответственные госструктуры в надежности своей технологии. К тому же сам состав заявки сложнее: в частности, в отличие от пункта глубинного захоронения в Финляндии, объединяющего в комплекс завод инкапсуляции ОЯТ и сам могильник, в Швеции эти объекты территориально разделены, и один из них (завод) требует интеграции с уже действующими объектами промежуточного хранения ОЯТ. В общем, ввод шведского комплекса захоронения в эксплуатацию состоится, очевидно, не раньше второй половины 2020-х годов.

Так же давно рассматривается план создания пункта геологического захоронения во Франции. В отличие от двух названных северных стран, Франция исповедует замыкание ядерно-топливного цикла и отчасти уже его осуществляет: большая часть ОЯТ, выгружаемого из реакторов, перерабатывается (в среднем порядка 1 тыс. тонн в год). Поэтому пункт глубинного захоронения будет предназначен прежде всего для размещения остеклованных высокоактивных отходов (ВАО) и долгоживущих отходов среднего уровня активности (САО). Этот объект планируется создать на северо-востоке страны, в Бюр (провинция Лотарингия), где с середины 2000-х действует подземная исследовательская лаборатория. Предполагается захоронение на глубине около 500 метров в глинах. Проект находится в завершающей стадии предлицензионного рассмотрения. Заявка может быть подана к 2019 году, так что при оперативном ее удовлетворении первую очередь объекта вполне реально построить в течение первой половины 2020-х годов.

Несмотря на все затяжки, перечисленные страны все-таки опережают большинство других государств, где еще далеко до лицензирования и старта строительства могильников ОЯТ и ВАО, а нередко еще не выбрана площадка или технология.

Так, центрифужное обогащение урана в этой стране создавалось с российской помощью, и лишь недавно Пекин начал массовое внедрение центрифуг собственной конструкции, разработанных с использованием опыта, полученного от северного соседа. Еще одна область, где сохраняется значительный разрыв с мировыми лидерами, — это технологии замыкания ЯТЦ, включая реакторы на быстрых нейтронах и переработку ОЯТ невоенного происхождения. Эти сферы в КНР до недавнего времени находились, можно сказать, в зачаточном состоянии. Однако в последнее время Китай и тут пытается наверстать упущенное.

С декабря 2017 года на площадке «Сяпу» (провинция Фуцзянь) ведется строительство демонстрационного быстрого натриевого реактора CDFR промышленного уровня мощности — порядка 600 МВт. Примечательно, что на фоне создания с помощью России небольшого экспериментального быстрого реактора CEFR, пущенного в начале текущего десятилетия, Китай много лет безуспешно добивался передачи российских технологий больших быстрых натриевых реакторов, прежде всего строительства в стране БН‑800. Однако в итоге КНР заявляет, что сумела разработать собственную конструкцию такого рода. А в июне 2018 года Москва и Пекин договорились о российском содействии в реализации этого проекта. Демонстрационная реакторная установка, в которой планируется применять сначала MOX, а затем металлическое топливо, будет иметь коэффициент воспроизводства ~1,1 и использоваться, среди прочего, для отработки замкнутого ЯТЦ с помощью быстрых реакторов.

CDFR намечено ввести в эксплуатацию в конце 2023 года. Далее Китай собирается в течение 2020-х годов приступить к строительству коммерческого БН мощностью около 1200 МВт и пустить его в первой половине 2030-х годов. Создателями и основными инвесторами быстрых натриевых реакторов в КНР станут дочерние структуры CNNC, в частности, разработчиком выступает Китайский институт атомной энергии (CIAE), подконтрольный этой государственной компании. Параллельно в Китае (в первую очередь опять-таки в CNNC) ведутся НИОКР и по другим быстрым технологиям, в том числе конструкциям со свинцово-висмутовым теплоносителем и волновым реакторам.

Между тем Поднебесная стремится к замыканию ЯТЦ не только посредством реакторов на быстрых нейтронах, но и при участии жидкосолевых (ЖСР) и тяжеловодных. Первые пока находятся в стадии НИОКР; в частности, создание демонстрационного реактора с жидкосолевым топливом мощностью порядка 100 МВт, рассчитанного на уран-ториевый цикл и последующую переработку ОЯТ, планируется в 2030-е годы. В еще более отдаленной перспективе рассматривается концепция ЖСР с быстрым спектром нейтронов.

Ближе к практическому применению частичное замыкание с помощью модифицированных тяжеловодных CANDU. В течение последних десяти лет компании из Канады (сперва государственная AECL, теперь — частная SNC-Lavalin) и Китая (дочерние структуры CNNC) совместно прорабатывали возможность применения в CANDU топлива на базе эквивалента природного урана — смеси из ~1/3 обедненного (~0,2−0,3% 235U) и ~2/3 регенерированного урана (в среднем ~0,9%), полученного из ОЯТ легководных энергоблоков. Тестовые сборки такого рода загружались с 2010 года в две тяжеловодные РУ на китайской АЭС «Циньшань».

И вот в августе 2018 года SNC-Lavalin и CNNC договорились о коммерческом внедрении этого топлива на тех же блоках №№ 1,2 АЭС «Циньшань‑3». Для загрузки 100% активной зоны подобными ТВС Китай планирует использовать модифицированные CANDU. Сначала это будут CANDU‑6 на «Циньшань», прошедшие относительно небольшую доработку, а в перспективе рассматривается строительство в КНР новой «всеядной» версии канадских реакторов CANDU‑6 и EC6, известной как AFCR и создаваемой совместно канадскими и китайскими компаниями. AFCR будет приспособлен для работы на разном топливе, включая ториевое.

Для использования перечисленных технологий Китаю необходима радиохимическая переработка ОЯТ в промышленном масштабе, которой до сих пор в стране не было — применялись лишь небольшие опытные установки. Более десяти лет назад CNNC начала переговоры с Areva о возможности строительства в КНР мощностей переработки ОЯТ и производства MOX-топлива по технологиям, применяемым на французских предприятиях в Ля-Аг и Маркуле. Хотя с тех пор стороны заключили несколько промежуточных соглашений, они так и не дошли до практической фазы реализации проекта.

В январе, однако, дочерние структуры CNNC и Orano (правопреемницы Areva) подписали меморандум, подразумевающий скорое заключение коммерческого соглашения о строительстве в КНР завода переработки ОЯТ мощностью 800 тонн в год. А в конце июня CNNC и Orano договорились о начале подготовительных работ для запуска до конца текущего года проекта стоимостью порядка $ 20 млрд. Если это произойдет, Пекин примерно к 2030 году получит возможность массовой переработки ОЯТ. Осуществив этот и другие перечисленные проекты, Китай к 2030−2040-м годам сможет обеспечить замыкание существенной части своего ядерно-топливного цикла.

Применение ЗЯТЦ позволит Поднебесной экономить уран (значительная его часть сегодня поступает из-за рубежа) и сократить объем ОЯТ и РАО, который становится значимой проблемой для китайского ядерного парка, третьего в мире по масштабу. Кроме того, освоение разнообразных технологий ЗЯТЦ расширит возможности Китая на мировом рынке, где он и так продвигается семимильными шагами.

Очередная (на этот раз военная) диктатура, пришедшая к власти в 1964 году, оживила вялотекущую ядерную программу Бразилии, инициированную еще в 1950-х годах, и взяла курс на достижение максимальной самостоятельности в атомной сфере. Впрочем, поначалу необходимые знания и оборудование импортировались из-за рубежа под ключ: в 1970-х годах стартовало строительство двух блоков доселе единственной бразильской АЭС, широко известной под неофициальным названием «Ангра». Однако с тех самых пор и до настоящего времени развитие ядерной энергетики в Бразилии происходило с хроническими перебоями. Так, первый блок (с реактором американской Westinghouse) строился и вводился в эксплуатацию полтора десятилетия и многие годы работал с большим недогрузом из-за технических проблем.

Пуск второго блока (с реакторной установкой немецкой KWU-Siemens) растянулся на четверть века. Основное оборудование для третьей такой же реакторной установки несколько десятилетий томилось на площадке в ожидании начала стройки; сооружение, все-таки стартовавшее в 2010 году, сегодня опять заморожено. Причиной сбоев были не только неурядицы в экономике страны и политическая нестабильность, но и разногласия в государственном руководстве по вопросу о необходимости расширения дорогостоящей ядерной генерации для Бразилии — страны с выдающимся гидроэнергетическим потенциалом, обеспечивающим около 2/3 всей генерации (редкий на мировом фоне показатель, особенно для крупной страны). В итоге АЭС так и не заняла сколь-нибудь значимого места в бразильской энергетике (около 3% выработки), зато послужила удобной витриной, за которой развивались иные атомные технологии.

Фактический основатель бразильской ядерной программы вице-адмирал Алвару Алберту еще в 1950-х годах стал инициатором политики заимствования зарубежных ядерных достижений в обмен на продажу бразильских стратегических ресурсов (страна богата, в частности, ураном, причем по качеству руд опережает большинство регионов мира). Однако в ядерном сотрудничестве с США эта стратегия оказалась малоуспешной: поставив Бразилии под ключ ряд технологий (включая пару исследовательских и энергетический реакторы), Вашингтон отказался делиться ноу-хау двойного назначения. Поэтому тогдашний бразильский режим переключился на менее щепетильных партнеров: в 1975 году государство подписало договор о сотрудничестве в ядерной сфере с ФРГ, а затем — соглашения с рядом немецких компаний и организаций. Они предусматривали не только строительство восьми энергоблоков с современнейшим на тот момент PWR (предшественником Konvoi), но и передачу оригинальной немецкой технологии аэродинамического разделения изотопов урана, включая строительство завода мощностью около 0,2 млн ЕРР. Сделка вызвала противодействие США; к тому же технология оказалась не самой эффективной: в те годы немцы совместно с партнерами из других европейских стран уже переключились на внедрение центрифуг.

В результате в течение 1980-х годов бразильские военные, при участии университета Сан-Паулу и ряда других организаций, создали собственную центрифужную технологию и построили экспериментальные каскады и небольшое сублиматное производство в Арамаре — исследовательском центре Военно-морского флота в Иперо, штат Сан-Паулу. После свержения диктатуры и установления гражданского правления во второй половине 1980-х годов Бразилия присоединилась к международному режиму нераспространения и стала полноправным членом Группы ядерных поставщиков. Тем не менее военные остались ключевыми участниками ядерной программы. Прежде всего, ВМФ совместно с INB (госкомпанией ядерно-топливного цикла Бразилии) приступили к внедрению разработанных в Арамаре технологий в промышленном масштабе: на управляемом INB комбинате в Резенди, штат Рио-де-Жанейро, начал строиться центрифужный завод, основное оборудование которого принадлежит военным и лишь арендуется INB. Его первый каскад был завершен в мае 2006 года, а к началу 2020-х годов планируется довести мощность предприятия до 200 тыс. ЕРР (этого достаточно для покрытия потребностей трех блоков «Ангра») и в течение десятилетия увеличить ее в 2−3 раза, вложив в пять раз больше, чем, согласно заявлению INB, инвестировано до сих пор (560 млн бразильских реалов — около $ 140 млн).

Однако проект реализуется со значительным отставанием от графика: к 2015 году производительность составила менее 30 тыс. ЕРР; а в августе 2018 года был торжественно принят в эксплуатацию очередной каскад центрифуг, доведший мощность завода до ~40 тыс. ЕРР. Это покрывает лишь несколько более 20% потребностей в обогащении для фабрикации топлива двух действующих блоков АЭС «Ангра» (осуществляемой также в Резенди).

Официально провозглашаемая цель развития обогащения — полное обеспечение ядерной генерации отечественным топливным сырьем. Однако другое назначение новых технологий — обслуживание программы создания атомной подводной лодки (АПЛ), принятой еще в годы диктатуры. Так называемая «параллельная» (гражданской) ядерная программа была официально свернута после падения диктатуры, но некоторые ее направления сохранились, включая создание АПЛ. Первые гражданские администрации страны последовательно сокращали финансирование программы, что сильно замедляло ее прогресс. Но идея выжила, получив новый импульс в период правления президента-социалиста Луиса (Лулы) да Силвы (2003−2010) и оставшись на повестке дня при последующих руководителях государства. При Силве была принята более широкая программа модернизации подводного флота, реализуемая до сих пор, хотя и с задержками. Она предусматривала строительство до середины 2030-х годов полутора десятков современных дизель-электрических подлодок (сегодня при французском содействии достраивается первая из них), а также шести атомных субмарин. В частности, к 2015−2016 годам предполагалось построить в Арамаре наземный стенд-прототип судового реактора мощностью свыше 10 МВт, а к 2025 году ввести в состав флота головную АПЛ с полноразмерной реакторной установкой производительностью ~50−70 МВт, работающей на уране с обогащением около 20%. Между тем, по сегодняшним оценкам, ввод в строй первой субмарины на атомном ходу состоится в лучшем случае к 2028−2030 году.

Затяжка реализации проекта происходила на фоне глубокого экономического кризиса (в 2015—2016 годах ежегодное снижение ВВП достигало ~3,5%) и политического раскола в обществе и элитах. Следствиями последнего стали многочисленные коррупционные скандалы, сотрясавшие Бразилию и ударившие по ключевым персоналиям и организациям, от которых зависит осуществление ядерной программы. В октябре 2018 года в стране пройдут всеобщие выборы (основных ветвей и уровней власти), которые могут привести к перелицовке истеблишмента и изменить двусмысленную ядерную программу страны.

Не исключено, что в русле борьбы за оптимизацию государственных расходов и сокращение коррупции вновь прозвучит вопрос: а зачем вообще нужна Бразилии неимоверно дорогая программа строительства целой атомной флотилии? Получается, что государство, не имевшее заморских притязаний со времен дележа португальской короны, развивает наступательные средства, рассчитанные на театр военных действий межконтинентального масштаба и плохо приспособленные для региональных вооруженных конфликтов (которые сегодня и не угрожают Бразилии). Стремление выдвинуться на передний план в мировой политике? Необходимость защиты протяженной береговой линии или добычи полезных ископаемых на шельфе? Традиционное (но давно бескровное) региональное соперничество с Аргентиной? Или нежелание повторить печальный опыт Буэнос-Айреса, потерпевшего унизительное поражение от ядерной державы в конфликте вокруг Мальвинских островов?

Вот лишь несколько мотивов, которыми нередко объясняют ядерные амбиции Бразилиа. Однако все эти доводы по разным причинам плохо выдерживают критику. Лишь одну версию труднее всего опровергнуть: полувоенная атомная программа позволяет сократить до минимума сроки превращения Бразилии в ядерную державу, если в будущем политическое руководство все-таки рискнет принять такое решение. Хотя подобные мысли не оригинальны и вынашивались многими амбициозными режимами в разных концах света, еще нигде и никогда не подходили к этому вопросу «со стороны моря».