Гора родила МОКС

Этот город когда-то не существовал для всего остального мира. И электричка тоже направляется как бы в никуда: конечный пункт – мало что говорящее название «Горно- химический комбинат» (ГХК). Куда красноречивее орден Ленина на вывеске – это высшая госнаграда СССР для предприятий. Здесь ковался ядерный щит Родины.

Из тёмного тоннеля появляются составы, интерьер тоже такой же, с отсылкой к советской эпохе, и это немудрено: мы внутри одного из самых монументальных сооружений СССР. Атомное предприятие, расположенное в толще горы. В отличи от многих строек бывшего Союза, сегодня это один их самых высокотехнологичных заводов мира. И здесь налажено производство инновационного ядерного топлива. Название технологии «мокс-топливо» мало что скажет человеку непосвящённому. Куда важнее суть: исходным материалом для него может служить отработавшее ядерное топливо из реакторов, количество которого на планете огромно – 310 тысяч тонн.

По словам генерального директора ФГУП «ГХК» Петра Гаврилова, «по существу, первая продукция является стартом промышленного производства мокс-топлива. Пять тепловыделяющих сборок лежит на складе. Всё – это уже готовый продукт. Безусловно, это достижение. Это результат».

Дело в том, что потенциал топлива атомных станций – и этот показатель одинаков для всего мира – не используется больше чем на 3%. То есть 97% списывают в отходы. Именно российские специалисты смогли разработать технологию, которая даёт ядерным материалам вторую жизнь. Горно-химический комбинат – это целая цепочка производственных площадок: хранение отработавших материалов, их переработка. Логично, что завод по созданию мокс-топлива тоже был построен именно здесь, в скальных породах горного массива. Сложно поверить, но под толщей гранита работают 2,5 тысячи человек. Эти бесконечные коридоры здесь называют улицами. Над головой – 200–250 метров породы.

Инженер-спектрометрист Валерий Громов признаётся: «Первое время было как-то не по себе. Непривычно от того, что нельзя посмотреть в окно, нельзя выйти на улицу подышать свежим воздухом. Здесь попадаешь на такую обособленную территорию, и весь погружаешься в работу». Рабочее место Валерия Громова – за спектрометром. Он контролирует изотопный состав и параметры получаемого мокс-топлива. Спектрометром можно посчитать атомы, которые отличаются друг от друга даже всего лишь одним нейтроном. По словам Валерия, «мы производим спектрометрический анализ, который осуществляется на атомарном уровне. Количество изотопов, которое содержится в таблетке, зависит от количества зарегистрированных ионов на приборе». По нескончаемым коридорам двигаемся к так называемым герметичным боксам. Все операции делают роботы. Толщина стенок камеры, изолирующих излучения, – 40 сантиметров. И хотя особой защиты персоналу не требуется, свою спецодежду сотрудники обязательно оставят внутри предприятия. Так исключён вынос во внешнюю среду даже незначительного количества радиационных частиц. Каждая таблетка мокс-топлива заменяет полтонны угля. 90 таких таблеток умещаются в один тепловыделяющий элемент. Дальше, тоже без участия человека, элементы объединяют в сборки.

Своё рабочее место нам показывает Владимир Суханов, начальник отдела готовой продукции. «Данное место называется «операторская». Здесь проводятся операции по сварке, контроль герметичности, термообработка, альфа-контроль. И проводятся остальные операции по взвешиванию, внешнему виду и прочие контрольные операции – все находятся здесь. Контрольных операций порядка 15 штук». Операторы могут вмешиваться в работу автоматики, для этого на постах установлены специальные манипуляторы. Однако задействовать их ещё ни разу не приходилось.

Мокс (MOX) – английская аббревиатура, которая обозначает смесь оксидов, в данном случае – урана и плутония. Их получают в виде смеси, очищая отработавшее ядерное топливо от продуктов деления. Полученное мокс-топливо предназначено для реакторов нового поколения на быстрых нейтронах. В промышленной эксплуатации такой пока лишь один в мире – у нас на Урале. Давая энергию, реактор также и нарабатывает плутоний, причём больше, чем сжигает. В этом уникальность технологии. А отработавшее топливо из реактора на быстрых нейтронах можно опять переработать, получить мокс-топливо – и так много раз. По словам Петра Гаврилова, «вот, собственно, для чего придумали эту технологию: для того, чтобы замкнуть ядерно-топливный цикл. Я могу сказать, что это, безусловно, прорывная технология для человечества».

По самым приблизительным подсчётам, запасов отработавшего топлива, которое сейчас скопилось на планете, если использовать его для производства мокс-топлива,  хватит на тысячу с лишним лет. Даже с учётом того, что эпоха углеводородов заканчивается примерно через 200 лет, а запасы урана-235 – это основа нынешнего топлива для всех АЭС – иссякнут ещё раньше, лет через 100. И самое интересное то, что исходным материалом для мокс-топлива также может выступать и оружейный плутоний, ради производства которого горно-химический комбинат когда-то и был построен. По словам Гаврилова, «вся мирная атомная энергетика вышла из обороны. Это адаптация той оборонной технологии, или, как это модно сейчас говорить, – диверсификация оборонных технологий под мирные коммерческие задачи».

Часть истории
Первые тоннели здесь, в горном массиве на берегу Енисея, появились в 50-х годах прошлого века. Стране нужен был завод по производству оружейного плутония, и он заработал через 8 лет, став частью системы ядерной безопасности СССР. Тогда же появился город Железногорск. Он до сих пор топливо имеет статус особого закрытого административного территориального образования (ЗАТО) госкорпорации «Росатом».

Горно-химический комбинат – уникальный по сложности технологический объект: 200 метров скальной породы выдерживают прямое попадание атомной бомбы. Эти помещения – самые большие из тех, что когда-либо создавались человеком под землёй. Они соединяются тоннелями, где свободно проезжают как автомобили, так и железнодорожные составы. Истинные масштабы предприятия – закрытые данные. И не называется даже количество людей, которые этой информацией обладают. Многое здесь напоминает о советской эпохе. Оно и понятно: сделать косметический ремонт внутри горы – задача нетривиальная. Зато можно окунуться в атмосферу тех лет, сцены идеальной советской жизни, рабочий, ракета, разрезающая небо. И тем больше контраст с помещениями, где расположено производство мокс-топлива. Завод построили с нуля, и сейчас он не имеет аналогов в мире. Его создание обошлось России в 9 млрд рублей. Такая высокотехнологичная держава, как США, потратила на создание своего завода 8 млрд долларов, и не только не достроила его, а вообще отказалась от него из-за огромных финансовых затрат и сложности технологии. Пётр Гаврилов уверен, что не всё меряется деньгами. «Всё определяют люди. С их мозгами, с их навыками, с их компетенциями. Уровень технологических и технических сложных задач, которые здесь решаются, поверьте, он не менее сложен, чем то, что они делали раньше. Более того, мы сохранили этих людей с их критическими знаниями».

Сейчас на этом предприятии постепенно наращивают мощности производства, по плану завод должен выдавать по 400 сборок мокс-топлива в год. Реактор на быстрых нейтронах Белоярской АЭС на Урале уже на 25% работает именно на мокс-топливе. Первая стопроцентная загрузка запланирована на 2019 год.

Технология переработки и повторного использования ядерных материалов сделает атомную энергию не только сверхбезопасным, но и практически неисчерпаемым ресурсом, причём на несколько столетий вперёд. И именно российские специалисты сделали первый и действительно большой шаг на этом пути.