Читать книгу "От Хиросимы до Фукусимы - Владимир Сливяк"

Однако существуют аварийные сценарии, в которых воздух может проникнуть в первичный гелиевый контур, за этим последует тяжелая авария с графитовым возгоранием, что приведет к катастрофическому радиоактивному выбросу. Горение графита является одним из наиболее опасных сценариев, которые могут произойти с реактором PBMR[52].

По словам потенциального оператора PBMR, компании Eskom, реактор всегда остается «целым и невредимым, безопасным». Имеется в виду, что, даже если персоналу придется покинуть станцию, с реактором ничего не случится. Утверждается, что в любом случае температура топлива не поднимется выше максимального значения (1600 °C), тогда как повреждение может произойти при температуре не ниже 2000 °C[53].

Однако нет никаких гарантий, что температура не поднимется выше 1600 °C. Она зависит от быстроты аварийной остановки реактора, а также от функционирования системы охлаждения (что может быть затруднено разрывом труб и утечками). Более того, серьезное повреждение или расплавление топлива возможно при температуре менее 2000 °C. Радиоактивные выбросы также могут происходить при температуре ниже 2000 °C.

Другие конструкции реакторов поколения 3

Перечень разработок третьего поколения, отмеченных Всемирной ядерной ассоциацией (WNO 2004b) и Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ 2004).

Реактор с водой под давлением

Существуют следующие типы больших реакторов: APWR (разработчики – компании Mitsubishi и Westinghouse), APWR+ (японская компания Mitsubishi), EPR (французская компания Framatome ANP), АР-1000 (американская компания Westinghouse), KSNP+ и APR-1400 (корейские компании) и CNP-1000 (Китайская национальная ядерная корпорация). В России разработан ВВЭР-1200.

Реактор на кипящей воде

Наиболее крупными усовершенствованными блоками являются ABWR и ABWR-II (совместный проект японских Hitachi и Toshiba, американской General Electric), BWR 90+ (шведская компания Westinghouse Atom of Sweden), SWR-1000 (французская Framatome ANP) и ESBWR (американская компания General Electric).

HSBWR и HABWR (разработчик – японская Hitachi) представляют собой усовершенствованные реакторы с кипящей водой малого и среднего размеров.

Три реактора типа ABWR уже функционируют в Японии – два из них были введены в эксплуатацию в 1996 году, третий – в 2004 году на АЭС «Касивазаки Карива».

Тяжеловодный реактор

Реактор ACR-700 представляет собой эволюционную конструкцию реактора CANDU (Atomic Energy of Canada Limited).

Газоохлаждаемый реактор

Наряду с PBMR, малый газотурбинный гелиевый реактор (GT-MHR) разрабатывается международным консорциумом с участием России.

Бридерный реактор

Несколько реакторов на быстрых нейтронах четвертого поколения находятся в стадии разработки.

Поколение 4

Министерство энергетики США объявило об учреждении Международного форума по реакторам четвертого поколения. В настоящее время членами форума являются Аргентина, Бразилия, Канада, Франция, Япония, Южная Корея, Южная Африка, Швейцария, Великобритания, США, а также ЕВРОАТОМ. Целью данного форума является разработка инновационных ядерных систем (реакторов и топливных циклов), которые предположительно к 2030 году должны достигнуть технической зрелости, хотя многие предполагают, что данный прогноз является слишком оптимистическим. Реакторам четвертого поколения предсказывают высокую экономичность вкупе с повышенной безопасностью, наработкой минимального количества отходов и большей защищенностью с точки зрения распространения. Задачи, поставленные перед реакторами поколения 4, сосредоточены в четырех областях:

– долгий срок службы,

– экономичность,

– надежность и безопасность,

– нераспространение и физическая защита.

Для рассмотрения и оценки опытных моделей и для ведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ были созданы несколько групп международных экспертов. Были рассмотрены и оценены около 100 реакторов различных типов. Данные проекты относились к числу как реально существующих реакторов поколения з+, так и к нескольким радикально отличающимся от всех остальных. По завершению исследовательских работ было предложено шесть типов реакторов для дальнейшей разработки.

Для дальнейшей поддержки и развития научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ для реакторов четвертого поколения 28 февраля 2005 года США, Канада, Франция, Япония и Великобритания подписали в Вашингтоне Базовое соглашение в рамках Международного форума (GIF). Особое внимание уделялось разработке систем выработки водорода, а также электричества[54].

Оценка реакторов поколения 4

После того как выяснилось, что атомные реакторы ненадежны, на них могут произойти крупные аварии, стоимость выработанной энергии высока, проблему радиоактивных отходов неизвестно как решать, а общественное мнение относится к атомной энергетике настороженно, произошел упадок атомной промышленности. В этой ситуации с подачи Министерства энергетики США было решено начать разработку реакторов четвертого поколения. Как пишет Froggatt, «само название (4-е поколение) было введено для того, чтобы продать иллюзию безопасности обществу. Якобы появилось совершенно новое поколение реакторов, в которых все проблемы решены».

Благодаря разработке четвертого поколения были привлечены новые средства для ядерных исследований, что было одной из подлинных задач, стоящих за идеей с развитием реакторов нового поколения. Половина бюджета ($87,6 млрд), выделенного в сферу энергетики двадцатью шестью странами – членами ОЭСР в период с 1991 по 2001 год, была потрачена на исследования в области ядерной энергетики; лишь 8 % – на развитие возобновляемых источников энергии[55].

Однако в мире развивается тенденция отказа от атомной энергии. Разработка реакторов четвертого поколения направлена на изменение этой тенденции, а также преподносится как мера по снижению выбросов парниковых газов.

Подобная стратегия может помочь ядерной промышленности и научно-исследовательским институтам пережить сложившуюся неблагоприятную ситуацию и, возможно, приведет к появлению еще более несовершенных реакторов. Стоимость разработки шести реакторных дизайнов поколения 4 составляет около $6 млрд (от $60о млн до $1 млрд на один тип, плюс приблизительно $700 млн на связанные с этим исследования)[56]. Не исключено, что в случае с развитием четвертого поколения произойдет свойственный атомной промышленности перерасход средств и существенная задержка в сроках. В правительстве Франции считают, что поколение 4 «в лучшем случае будет готово к коммерческому развертыванию приблизительно к 2045 году», а не к 2030-му.