С.П.Распопин, почетный профессор кафедры редких металлов и наноматериалов УПИ
Обсуждение вопроса о роли атомной энергетики (АЭ), проведенное 19.07. с.г. С.Бунтманом в передаче «Ищем выход» на радио «Эхо Москвы» с В.Чупровым и А.Яблоковым было больше похоже на её отпевание. АЭ была признана неспособной конкурировать с энергетикой на не возобновляемых и даже «малых» источниках энергии. Участники обсуждения не догадываются, что АЭ, напоминающая сейчас великана, ползающего на четвереньках, обязательно будет совершенствоваться и должна подняться на ноги во весь рост.
Необходимо создание новых поколений ядерных реакторов на быстрых нейтронах (РБН) с совсем иными, хорошо подготовленными замыслами.
Проведем экскурсию в прошлое. В 50-е годы минувшего века начали строить энергетические ЯР на сомнительных, конгломератных замыслах: физики-ядерщики предложили безупречные расчеты условий достижения критических параметров активных зон (АЗ), нейтронных балансов, коэффициентов воспроизводства делящихся ядер (КВ). Теплофизики определили условия теплосъёма водой и паром. И всё это для твердотельных тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ). В работу включились наиболее видные материало – и металловеды, конструкторские бюро – создали ТВЭЛы и их сборки (ТВС). Радиохимики определили возможный набор и количество образующихся радионуклидов деления (РНД) и десятилетия выдержки, необходимые для «остывания» ТВС, т.е. спада активности. Химики – технологи разработали ядерно-топливные циклы (ТВЦ) с использованием водных растворов, несмотря на существенный радиолиз воды. Наконец, были привлечены наиболее грамотные экологи, которых под нажимом заставили оценить и не возражать против всего конгломерата решений.
Сколь это не удивительно, твердотельные ТВЭЛы работают и сейчас в блоках РБМК, ВВЭР и БН! Недаром бассейны и сухие хранилища для отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) переполнены, а ЯТЦ неудовлетворительны.
Около 40 лет тому назад использование твердотельных ТВЭЛ в тепловых и быстрых реакторах по безопасности, накоплению РНД, технологиям ЯТЦ и экономическим результатам следовало признать несостоятельным.
Начиная с 50-х годов на физико-техническом факультете Уральского политехнического института проводились НИР с использованием ионных расплавов с целью применения их в ЯТЦ и непосредственно в АЗ РБН. Результаты этих разработок сейчас могут быть заложены для проектирования энергетических РБН с мобильными АЗ в виде хлоридных расплавов и теплоносителем – жидким свинцом. Кстати сказать, наши замыслы поддержала горячая убежденность известнейшего профессора Клауса Фукса в необходимости перехода на ЯР с мобильной АЗ. В июле 1963 года он со своими коллегами из Института в Россендорфе (тогдашняя ГДР) предложил проект такого ЯР. Мне посчастливилось принять участие в тщательном недельном его обсуждении. Проект был принят.
Сейчас мы готовы по результатам многолетних изысканий предложить новые проекты, в которых видим следующие преимущества:
1. Полное отсутствие воды в первичных контурах теплосъёма.
2. Беспредельная радиационная стойкость ионных расплавов АЗ и среды ЯТЦ.
3. Появление в расплаве АЗ даже значительных количеств РНД не приводит к заметному изменению физических свойств ионных расплавов (межфазного натяжения, плотности, адиабатической сжимаемости и вязкости.
4. Управление режимом – конфигурационное с помощью пневмогидравлического воздействия без каких-либо материалов интенсивно поглощающих нейтроны, обеспечивающее полную внутреннюю безопасность.
5. Возможность замены определенных квот топлива на свежие пополняющие убыль обедненного урана, либо тория без остановки реактора и без снижения его мощности.
Уверен, что ОКР и проектные работы всё сказанное подтвердят. Дело за ними.