Атом для людей
Что скрывается за сухими цифрами планов по развитию атомной энергетики
30 декабря 2024 года правительство РФ утвердило Генеральную схему размещения энергообъектов до 2042 года. Для профессионалов отрасли — это своего рода «священные скрижали», которые определят их жизнь на много десятилетий вперед. Но что увидят в этом документе обычные люди? Колонки малознакомых аббревиатур с числовыми кодами? Бесконечные таблицы с объемами выводимых из эксплуатации и вводимых им на смену генерирующих мощностей? Так или иначе, эти мегаватты, помноженные на рубли, мало что скажут обычным жителям нашей страны. В сети Информационных центров по атомной энергии умеют рассказывать о будущем энергетики доступно и занимательно — так, чтобы это было понятно каждому.
Генеральная схема, по утверждению разработчиков, «живой документ» и поэтому, вполне возможно, будет корректироваться. Но масштаб замыслов все равно впечатляет. Особенно это касается атомной генерации. За неполных два десятилетия планируется построить 11 новых АЭС разной мощности на пространствах от Ростова-на-Дону до Хабаровска и от Чукотки до Иркутска. И это без учета замещающих мощностей на уже работающих Смоленской, Ленинградской, Кольской, Белоярской, Курской и Нововоронежской АЭС, а также опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК) в Томской области на базе реактора БРЕСТ-ОД-300. Всего 88,1 ГВт, что доведет долю атомной генерации в энергобалансе страны до рекордных 25%.
Энергетика мифа
Но о чем подумает обычный человек, увидев циклопические градирни новой АЭС? Можно поспорить, что в первую очередь ему в голову придут всевозможные мифы об атомной энергетике. И это вполне логично, считает Андрей Акатов, старший преподаватель Санкт-Петербургского государственного технологического института и один из ведущих популяризаторов атомной энергетики: «Странно было бы ожидать от обычных граждан глубоких знаний о тех процессах, которые протекают в ядерном реакторе, о природе радиоактивности. Тем более, будем честны, аварии в Чернобыле и Фукусиме много сделали, чтобы эти мифы стали чрезвычайно устойчивыми. Помню, что когда я поступал в институт, даже некоторые родственники слегка переживали за мое будущее здоровье. К счастью, отец, который множество раз ходил в море на атомных подводных лодках, развеял их страхи».
Со временем опасения сходят на нет, а интерес к областям применения атомных технологий и к перспективам атомной энергетики, наоборот, растет. И все же Андрею Акатову, по его собственному признанию, буквально на каждом выступлении приходится заниматься разоблачением мифов. «Самое простое, с чем приходится встречаться, это, конечно, вопросы о безопасности персонала: до сих пор есть представление, что работники атомных станций — это такие камикадзе, люди, заранее обреченные. Часто приходится сталкиваться со страхами, связанными с радиацией. Это объяснимо, поскольку это что-то неощущаемое, а человек боится в первую очередь именно непонятного и неизведанного. Естественно, поднимается вопрос и о радиоактивных отходах. Приходится объяснять, что пруды-охладители сооружают рядом с АЭС совсем не для того, чтобы в будущем сбрасывать туда отработавшее ядерное топливо и «зараженную» воду», — замечает Андрей Акатов.
Есть среди мифов и экзотические, появление которых связано с массовой культурой, с вымышленными мирами фильмов, книг, комиксов и игр. «Здесь тема номер один — это, конечно, мутанты всех видов и мастей — от двухголовых оленей до зеленых халков. При том что действительная роль природной радиации в эволюции человеческого вида довольно значительна, это как раз интереса практически не вызывает. А вот про Человека-паука — действительно ли укус радиоактивного насекомого способен наделить сверхчеловеческими способностями — спрашивали меня не единожды», — вспоминает ученый.
И все же главное, что волнует большинство людей, — безопасность АЭС и возможность повторения инцидентов, аналогичных тем, что случились на АЭС на Три-Майл-Айленде, в Чернобыле, Фукусиме. «Тут жителей нашей страны можно успокоить: сейчас в России строятся преимущественно водо-водяные реакторы (ВВЭР), и, по общему признанию, это один из самых безопасных атомных реакторов в мире, — утверждает Андрей Акатов. — За всю историю эксплуатации на них не было зафиксировано ни одной тяжелой аварии. Возможно, для людей непосвященных это звучит не слишком убедительно, но поверьте, этот факт для такого сверхсложного технологического комплекса, каковым является АЭС, очень показателен. Уровень защищенности у энергоблоков этого типа достаточно высокий, даже учитывая крайне строгие требования, предъявляемые к этому параметру в атомной отрасли».
«Если мы говорим о других, не таких массовых типах реакторов, то можно упомянуть реакторы на быстрых нейтронах: БН — с натриевым и БРЕСТ — со свинцовым теплоносителем. Вероятность тяжелой аварии на них сравнима или даже ниже, чем на ВВЭР, где теплоносителем является вода. В случае нештатной ситуации, например при нарушении охлаждения топлива, она постепенно будет испаряться и сбрасываться в виде пара. В какой-то момент топливо может оказаться осушенным и начать плавиться. В реакторах БН жидкий натрий находится при достаточно низком давлении и температура его кипения существенно выше, чем у воды. Поэтому здесь подобный сценарий протекания аварии гораздо менее вероятен. У свинца «разбег» между температурой плавления (в реакторе БРЕСТ свинец находится в жидком виде) и кипения еще выше, поэтому уровень безопасности в этом отношении еще выше», — отмечает ученый.
Реактор БРЕСТ является частью стратегического проекта «Прорыв». Название очень соответствующее, убежден Андрей Акатов, поскольку свинцовый теплоноситель — это не единственная инновация, здесь применяемая. «Второе самое распространенное опасение, с которым приходится сталкиваться, — обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами. Это действительно большая проблема, хотя и выглядит она совсем не так, как это представляется массовому сознанию. Атомная, как и, заметим, любая энергетика, без отходов невозможна. Но в составе этих отходов есть быстрораспадающиеся радионуклиды, которые мы умеем включать в матрицы и безопасно захоранивать на сравнительно небольшой срок их потенциальной опасности. И есть долгоживущие радиоактивные вещества с очень большим периодом полураспада в десятки и сотни тысяч лет. Они действительно являются проблемой: ни одна технология отверждения и изоляции не позволит нам создать могильник, который был бы рассчитан на такой срок эксплуатации. И тут нам на помощь приходят реакторы на быстрых нейтронах, жидкометаллические или жидкосолевые, где есть возможность эти долгоживущие радионуклиды, говоря простым языком, «дожигать». Посмотрим, насколько успешной будет эксплуатация строящегося опытно-демонстрационного комплекса с БРЕСТом, а также проектируемого реактора на расплавах солей. В случае успеха мы получим не только практически безграничный запас топлива для АЭС, но и надежный инструмент утилизации ядерных отходов», — подчеркивает Андрей Акатов.
Гордость как инструмент внешней политики
Помимо традиционных АЭС, Россия располагает сегодня единственной в мире плавучей атомной электростанцией — ПАТЭС «Академик Ломоносов». В минувшем году исполнилось пять лет с момента ввода ее в эксплуатацию в чукотском городе Певеке. Опыт был признан настолько удачным, что, согласно Генеральной схеме размещения энергообъектов до 2042 года, в России планируется строительство целой серии плавучих энергоблоков.
Но составить собственное мнение об этом инженерном чуде даже среди наших сограждан доведется немногим: основным местом работы плавучих АЭС преимущественно станут различные точки на побережье Северного Ледовитого океана. Тем любопытней узнать, что увидел в бухте Певека гражданин Индии Сидхарт Приян Мадхава, главный корреспондент международного англоязычного индийского телеканала WION, который посетил плавучую станцию «Академик Ломоносов» в 2024 году в рамках организованного «Росатомом» пресс-тура для журналистов из разных стран.
«Уже несколько десятков лет авианосцы и подводные лодки работают за счет ядерной энергии. Малогабаритные и мобильные атомные электростанции не являются новой концепцией, но переосмыслить ее и использовать плавучую атомную электростанцию для обеспечения надежного круглогодичного электроснабжения удаленного города, который постепенно меняется для достижения долгосрочных целей России в Арктике, — это действительно революционно», — утверждает Сидхарт Приян Мадхава.
Сидхарт Приян Мадхава не новичок в теме атомной энергетики. «Ранее в своей деятельности я освещал вопросы космоса, науки и технологий, обороны, поэтому ядерная энергетика всегда была основной областью моих интересов. В штате Тамилнад, где я живу, находятся два ядерных объекта. Один из них — атомная электростанция «Куданкулам», которая является знаковым индийско-российским продуктом сотрудничества в области ядерной энергетики и крупнейшим в Индии ядерным энергетическим проектом», — отмечает журналист.
И все же ПАТЭС смогла его удивить. «Это уникальная концепция, аналогов которой в мире пока нет. Типичная наземная АЭС потребует тысячи акров земли, значительную буферную зону, вероятно, переселения местных жителей и соблюдения множества других процедур. Кроме того, наземные атомные электростанции эксплуатируются 40–60 лет, после чего активная зона с реактором и все, что соприкасается с топливом, не могут использоваться для других целей. Однако в случае ПАТЭС реактором можно оснастить несамоходное судно, отбуксировать к месту дислокации в море и подключить к местной электросети. Она не требует каких-либо значительных земельных ресурсов. Кроме того, это полностью автономная установка, значит, персонал ПАТЭС может оставаться и работать на борту без необходимости дополнительной достройки какой-либо инфраструктуры, — перечисляет достоинства ПАТЭС журналист. — Это концепция, которая может помочь малым островным государствам, прибрежным государствам с ограниченными земельными ресурсами, отдаленным районам, морским установкам и многому другому».
Это последнее замечание индийского журналиста значит больше, чем может показаться на первый взгляд. Потому что такие проекты, как ПАТЭС, всегда больше, чем задумывались. Предмет гордости российских атомщиков и судостроителей превращается буквально в субъект международных отношений, инструмент «мягкой силы» и важную составляющую репутации, облика страны как передовой технологической державы на международной арене. Фактор, значение которого сегодня трудно переоценить.
Базовая потребность
Впрочем, куда привычнее объекты энергетики «чувствуют себя» не на международной арене, а, скажем, в объективе фотоаппарата. О неочевидной природе их красоты мы поговорили с Романом Пышкиным, специалистом управления коммуникаций Нововоронежской АЭС, вся жизнь которого связана с визуальным искусством во всех его проявлениях — от фотографии и академического рисунка до граффити и стрит-арта. Другой константой для него всегда была Нововоронежская АЭС. «Я родился и вырос в Нововоронеже, поэтому для меня атомная станция — это как для жителей Сочи море, то есть то, что есть по умолчанию, обязательная часть повседневного пейзажа, из какой точки города ни смотри», — отмечает Роман.
Зная это, совсем не удивительно, что свою миссию Роман Пышкин видит в том, чтобы искать красоту в самых неожиданных, на первый взгляд, объектах. «Эстетика в том, что есть нечто гигантское, необузданное и мощное, и есть люди — ученые и инженеры, управленцы и рабочие, — способные вдохнуть в это жизнь», — убежден он.
В детстве Роман, как и многие мальчишки, мечтал быть летчиком и читал все, что мог достать по этой теме. «Есть знаменитая история про известного конструктора Туполева: он забраковал одну из идей своих инженеров по той причине, что, по его словам, некрасивое летать не будет. Мне эта оптика была очень близка: меня вдохновляли не столько сами самолеты, сколько их пропорции и формы — сопла, крылья, обтекаемые линии. Идеальные формы рождают функциональность, как в прожилках листьев или волокнах древесины», — говорит Роман.
Роман настаивает, что эстетика — это синоним эволюции, синоним эффективности, буквально визуальное проявление устойчивых систем. И в этом смысле красота техногенных объектов — не случайность, а следствие их оптимизации. «Природа не терпит неэффективного. То, что работает, часто оказывается и эстетически совершенным. Инженеры, сами того не осознавая, в поисках максимально устойчивых, эффективных и продуктивных систем часто приходят к уже существующим в природе пропорциям», — отмечает Роман.
На своем опыте он отмечает растущий запрос общества на эстетику в промышленности и городской среде. «Вместе с друзьями мы создали мурал размером 20 × 3 м в Нововоронеже. Люди останавливались, благодарили, говорили, что это изменило их восприятие города. Красота сегодня — не роскошь, а базовая потребность. Мы хотим жить и работать в среде, которая вдохновляет», — подчеркивает Роман. Примеры этой трансформации он видит в проектах «Росатома»: «Новые ледоколы, ПАТЭС, городская среда в атомных городах — везде можно наблюдать, что важность визуального не просто уловили, но и осмыслили. Все чаще это уже не только функциональные объекты, но и объекты визуальной культуры». Он убежден, что это важно не просто как часть имиджа компании. «Безусловно, это создает определенный узнаваемый визуальный стиль. Но куда важнее, что таким образом создаются новые точки притяжения для людей. И в этом сочетании эстетики и технологии, прекрасного и функционального мы как будто видим контуры нового образа будущего», — полагает Роман Пышкин.
Мечта на пороге
Образ будущего вообще одна из самых обсуждаемых сегодня тем: человеку свойственно бояться в той же степени, что и мечтать. Размышляя о том, какой будет энергетика «за пределами» Генеральной схемы размещения энергообъектов до 2042 года, мы не могли не коснуться темы укрощения термоядерной энергии, с которой связаны ожидания не только отечественных ученых и энергетиков, но и всей мировой науки.
Термоядерную энергетику иногда противопоставляют привычным нам технологиям генерации, отмечает руководитель пресс-службы Проектного центра ИТЭР (учреждение «Росатома») Александр Петров. «Хотя, если вдуматься, это та же ядерная энергетика, просто на других физических принципах. И там и там идет реакция на уровне ядер, только там мы расщепляем вещество, а здесь — происходит реакция синтеза с выходом колоссальной энергии, которую мы потом будем снимать и пускать в розетку», — проводит параллели Александр.
«Для меня термояд не просто как исследовательская область, а именно как источник энергии — это идеал. Почему? Любой источник энергии включает несколько составляющих — безопасность, экологическую чистоту, масштабируемость. Термоядерная энергия безопасна. Разумеется, на современных атомных станциях и исследовательских реакторах технологиям безопасности уделяют сверхбольшое внимание, мы можем быть полностью спокойны. Но термоядерные реакции, представляющие собой слияние ядер легких элементов, безопасны просто по законам физики. При этом термояд в полной мере можно отнести к зеленой энергетике. В промышленных термоядерных реакторах, во-первых, будут использоваться буквально граммы вещества в качестве топлива, а во-вторых, практически не будет ядерных отходов. Основное топливо — это дейтерий, который содержится в простой воде. Так что топливом мы обеспечены на тысячелетия», — убежден Александр Петров. При этом он подчеркивает, что в отличие от возобновляемых источников энергии термояд не привязан ни к географическому положению, ни к рельефу, ни к климатическим условиям. Как следствие, нет ограничений по объему вводимых мощностей.
«На сегодняшний день вершиной термоядерных исследований человечества, которые начались в 50-е годы прошлого века, является проект ИТЭР. В нем задействованы 35 стран, в которых живет больше половины населения Земли. Думаю, не будет преувеличением сказать, что это самый сложный международный научно-технический проект в истории человечества. Это колоссальных размеров токамак, тороидальная камера с магнитными катушками, главная цель которой — длительное удержание сверхгорячего плазменного шнура температурой до 300 млн °C, то есть в 20 раз горячее ядра Солнца. Масса самой установки — 23 000 тонн, или три с лишним Эйфелевых башни, а мощность ее магнитной системы такова, что с ее помощью можно вытащить из воды авианосец», — рассказывает Александр Петров.
Зачем нужна такая исполинская установка? Отец-основатель проекта академик Велихов отметил, что ИТЭР — это технологическая платформа, задача которой — отработка лучших практик, формирование лучших навыков, создание передовых научных коллективов и производственных мощностей. «Задача проекта — доказать, что можно при работе термоядерного реактора получать энергии больше, чем затрачивается. Например, в реакторе ИТЭР, затратив на поддержание реакции 50 МВт, мы получим 500 МВт термоядерной мощности. И нужно понять, какие надо использовать материалы, какие подходят режимы, какие подходят технологии, сколько нужно диагностических систем, как лучше конфигурировать вакуумную камеру и т. д. То есть детально отработать все технологические процессы, связанные с перспективной эксплуатацией промышленных термоядерных установок», — говорит Александр Петров.
«Согласно стратегии, по которой мы действуем, первый полноценный практический эксперимент с термоядом будет проведен в 2034–2035 годах. В 2039-м мы перейдем на дейтерий-тритиевую смесь, после чего стартуют две десятилетние серии экспериментов. Но мы ожидаем, что к этому моменту на основе уже собираемых нами данных начнут строиться демонстрационные термоядерные электростанции. Таким образом, можно с высокой уверенностью утверждать, что вторую половину XXI века можно будет называть началом эры термоядерной энергетики», — говорит специалист. При этом он отмечает, что в России уже приступили к реализации проекта строительства токамака с реакторными технологиями (ТРТ), который станет прототипом масштабной энергетической установки нового поколения. Здесь будет использован весь накопленный опыт ИТЭР, а также применены передовые отечественные разработки.
Мифы, как мы уже убедились, обязательный спутник любых высоких технологий. Не обошла эта участь и ИТЭР. «Это нормально, человеку свойственно бояться непознанного. Наши зарубежные коллеги по проекту, например, в публичных выступлениях по теме ИТЭР всячески избегают слова «реактор». И называют его как угодно — установкой, машиной, даже пончиком (по форме вакуумной камеры). Лишь бы не упоминать слово, которое зачастую вызывает негативные коннотации с атомной энергетикой у среднестатистического человека, — говорит Александр Петров. — Хотя по законам физики термоядерный реактор взорваться не может в принципе. Даже при самом худшем сценарии, который только можно вообразить, — отказе каких-либо систем установки, разгерметизации вакуумной камеры, образовании примесей в плазме — неконтролируемой цепной реакции не произойдет. Это подтверждают не только теоретические модели, но и опыт десятилетий эксплуатации сотен токамаков меньшего размера по всему миру».
***
Этот разговор можно было бы продолжать. Впрочем, очевидно одно: атомная промышленность — это давно уже не просто мегаватты, не просто «экономический субъект». Это предмет гордости, источник вдохновения, важные точки на карте будущего, к которым ведут нас наши мечты. И сам разговор о ней в категориях повседневности лишь доказывает, что она является важной частью этой самой повседневности, без которой нас, нашу историю и место в мире представить уже невозможно.
