Каким будет мир в конце этого века, когда население Земли вырастит раз эдак в десять?
Где мы будем брать ресурсы, прежде всего энергетические и водные?
Разумеется, к этому времени и при таком населении, в необходимости ядерной энергетики уже не будет сомнений.
Сколько же ее будет использоватья? Какой она будет? Какова будет ее структура и внешний вид?
Ученые уверены, что если темпы развития человечества будут столь же быстрыми, то уже в ближайшие лет десять придется развивать "квазивозобновляемую" энергетику – быстрые реакторы, а топливо производить из урана 238 и из тория.
Потому что добывать необходимое количество урана для нужд станций на водо-водяных реакторах уже не получится, а всерьез рассчитывать на добычу урана из морской воды вряд ли стоит.
«Никуда от этого не деться – хочется, не хочется, страшно это, не страшно, а делать это придется, - считает советник директора РНЦ «Курчатовский институт», доктор физико-математических наук Андрей Гагаринский. - И, несмотря на то, что плутоний – это палка о двух концах, и если его производство в десятки раз увеличится, да еще во многих странах, то с точки зрения нераспространения, это будет довольно серьезная проблема и надо будет повсюду в мире закладывать такие "краеугольные камни", как культура ядерной и физической безопасности, обращение с высокоактивными отходами. Безусловно, для этого необходимо широкое международное сотрудничество между странами, имеющими передовые ядерные программы, и новыми участниками "ядерного ренессанса", фактически новая международная политика. Другого пути у человечества нет».
- Как скоро будут внедряться эти инновации? - рассказывает Гагаринский. - Наши братья родные,индусы, заявляют, что у них серия быстрых реакторов уже пошла. Французы, другие европейцы осторожнее, они выберут к 20-му году проект и сначала построят прототип. А в 30-40-е пойдет у них серия. При этом они не собираются отказываться от своего европейского реактора 1600 МГВт, которые сейчас строятся.
То есть, когда мы говорим о быстрых реакторах, это не значит, что будут нужны только быстрые, а тепловые не нужны. Мы считаем, что их совместно хорошо эксплуатировать. Одни производят топливо, другие его потребляют. И сейчас наш институт активно занимается разработкой супер ВВЭР, но это уже не 2006, а дальше, гораздо дальше - на 20 лет вперед. Совсем другой реактор, совсем другие ТВЭЛы. Придумываем ему светлое будущее. Так что эта линия будет развиваться, малые реакторы, быстрые для производства топлива, высокотемпературные для энерготехнологического использования.
Будут и ВВЭРы средней мощности, а есть энтузиасты, которые говорят, что большие ВВЭРы – это «дредноуты» наших дней, и время их уходит, нужно вообще переходить на средней мощности, тем более, их можно не на площадке строить, а производить индустриально и готовые на площадке собирать. Как реакторы для лодки – не на лодке собирают, а на стапеле.
Сейчас подавляющее число станций работает на легководной технологии и так будет долгое время. Поскольку это огромный задел, огромный технологический опыт, и все кто собирается строить, они будут, конечно, строить реакторы либо с водой под давлением, либо кипящие реакторы. Любая нормальная страна будет делать то, что отработано, и понятно, что мы и французы надолго обеспечены заказами реакторами с водой под давлением. Американцы – кипящими реакторами.
Некоторые страны, которые только собираются использовать ядерные технологии, возьмут канадские реакторы на тяжелой воде CANDU, но я не думаю, что слишком многие. Эта линия является довольно тупиковой. Дело в том, что CANDU был замечательный реактор, когда он работал на природном уране, а сейчас он невинность несколько потерял, изменились его характеристики из-за опасности температурных коэффициентов, и он стал работать на чуточку обогащенном топливе, как и наш РБМК, а раз так, то – это все! Даже если чуть-чуть, все равно надо обогащать, а это уже другая конструкция. Так что в основном и новые члены клуба будут строить реакторы с водой под давлением типа ВВЭР. Но, если появятся хорошие реакторы средней мощности, многие страны сразу бросятся их строить, потому что не нужно им сразу тысячников. Куда приятнее начать с небольшой мощности. Недаром ЮАР пыталась купить ядерное общество маленькими модульными реакторами на 100 МВт. Надо один – поставят один, надо два – два, три – три, и так набирается необходимая мощность.
И тем не менее, потихонечку быстрые реакторы будут внедряться. И сейчас они строятся не только у нас, отнюдь, но и в Индии и в Китае.
Будут, безусловно, развиваться и станции малой и средней мощности, поскольку потребности в мире очень велики. Во-первых, много островных государств, у которых бесконечные проблемы с энергоисточниками, и потом еще много стран, которым нужно много пресной воды. Ситуация с пресной водой тяжелая. Уже сейчас нехватка в мире, а будет огромная нехватка. Значит, обессоливать надо. И главное, если страна небольшая, то за чем ей огромный блок лепить – у нее и сетей таких нет. Есть страны, в которых сети не больше 1 ГВт пропускают. Значит, хорошо бы реактор поменьше, а никто их фактически в мире не производит на сегодняшний день. А мы можем. У нас колоссальный опыт реакторов малой мощности для атомного флота ; ведь реакторов было сделано больше, чем критических и так во всем мире. И надеюсь, в 2010-2012 году все-таки будет построена плавучая АЭС, а там, если хоть один будет реализован проект, начнется цепная реакция. Как только появится прототип, и он будет работать – сразу все пойдет. Потому что потребность в небольших мощностях огромная.
Ну и еще есть одна область, про которую стоило бы упомянуть, потому что это и прошлое, и будущее, - не электрическое применение атомной энергии. Прежде всего это производство водорода, потому что автомобили чем-то надо питать, а нефть кончится рано или поздно. На электромобили все не пересядут, а водород – прекрасное топливо и никаких вредных выхлопов. Мечта! Так что у неэлектрического использования атомной энергии очень большое будущее.
Кстати, за рубежом уже девять лет ведется международный проект под название «Поколение IV». Сейчас второе действует, третье начинается, а потом будет четвертое, и там отобрали из сотни вариантов шесть типов реакторов. Это газовый, тяжелометаллический и натриевый. Затем – высокотемпературный, для энерготехнологии, и один с водяной технологией при сверхкритическом давлении, то есть когда уже не вода, но еще не пар – у этой среды очень хорошие получаются термодинамические характеристики. Шестой тип – солевой реактор для выжигания актинидов и так далее. Вот шесть направлений. Которые общепризнанны. Но это для далекого будущего.
Что касается современной технологической платформы атомной энергетики, то при достаточно разнообразном наборе типов реакторов, сложившемся за пятидесятилетнюю историю, около 90% мирового реакторного парка составляют водоохлаждаемые реакторы LWR (PWR, VVER, BWR). Если к этому добавить несколько сот ядерно-энергетических установок для флота, где сегодня в мире используются исключительно реакторы с водой под давлением, получается что ядерный парк на 95% состоит из реакторов LWR. Этот технологический опыт человечества, конечно, во многом определяет структуру ядерной энергетики - по крайней мере, на ближайшие десятилетия.