Одной из главных особенностей российской атомной отрасли, по мнению экспертов, является ее высочайший научно-технический потенциал, позволяющий выполнять самые сложные проекты по разным направлениям.
О том, какие перспективные технологии для атомной энергетики намерены осваивать российские атомщики, в интервью специальному корреспонденту РИА Новости Владимиру Сычеву в преддверии отмечаемого в среду Дня работника атомной промышленности РФ рассказал заместитель генерального директора — директор блока по управлению инновациями госкорпорации "Росатом" Вячеслав Першуков.
— Вячеслав Александрович, мы беседуем с вами на полях 60-й генеральной конференции МАГАТЭ. Большой интерес ее участников вызвали представленные Росатомом российские проекты по реакторам на быстрых нейтронах, которые, как считается, необходимы для развития мировой атомной отрасли. В чем особенность этих установок, почему специалисты возлагают на них большие надежды?
— Сегодня мировая атомная энергетика находится под конкурентным давлением со стороны других энергоресурсов, ей присущи различные внутренние проблемы и поэтому ее необходимо выводить на новый уровень. Перевод атомной энергетики на замкнутый топливный цикл, в основе которого реакторы на быстрых нейтронах, послужит решению пяти ключевых проблем — безопасности, конкурентоспособности, нехватки сырья, переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и высокоактивных отходов, а также нераспространения делящихся материалов и оружейных технологий.
С помощью реакторов на быстрых нейтронах можно решить важнейшую экологическую проблему переработки и приведения в безопасное состояние накопленных радиоактивных отходов, одновременно обеспечивая человечество необходимой энергией, что приближает нас к идеальной атомной энергетике, не создающей таких отходов, обращение с которыми представляет собой сегодня отдельную дорогостоящую задачу.
— Среди представленных Росатомом в Вене проектов особое место занимает реализуемый сейчас в России проект строительства самого мощного в мире многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР. Зачем нужна эта установка?
— Подавляющее большинство материаловедческих исследовательских реакторов в мире введено в строй более 40 лет назад. При этом международное научное сообщество начинает испытывать дефицит в современных крупных исследовательских реакторах, которые необходимы для развития (реакторных) технологий четвертого поколения, а также продления сроков действующих реакторов и повышения их эффективности. К 2020-2025 годам мировая экспериментальная база во многом себя исчерпает, поскольку либо многие исследовательские реакторы выработают свой ресурс, либо на тот момент не будут обладать необходимыми исследовательскими возможностями.
МБИР — это многофункциональный исследовательский комплекс на основе реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, сооружаемый в городе Димитровград Ульяновской области на базе Научно-исследовательского института атомных реакторов (НИИАР). МБИР будет включать в себя собственно реактор и инфраструктуру, необходимую для осуществления реакторных исследований.
— В НИИАР без малого полвека работает исследовательский реактор на быстрых нейтронах БОР-60 — высоко ценимая и нашими, и зарубежными специалистами установка. На ней отрабатываются технологии топливного цикла, натриевого теплоносителя, а также многие проектные и конструкторские решения для реакторов на быстрых нейтронах. Но через несколько лет БОР-60 будет остановлен. МБИР просто его заменит или у нового реактора будут дополнительные функции?
— Реактор МБИР строится в рамках федеральной целевой программы "Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015 годов и на перспективу до 2020 года". Суть программы заключается в создании новой технологической платформы ядерной энергетики, основой которой является переход на замкнутый ядерный топливный цикл с реакторами, работающими на быстрых нейтронах. Основное предназначение МБИР — в проведении массовых реакторных испытаний инновационных материалов и макетов элементов активных зон для ядерно-энергетических систем так называемого четвертого поколения, включая реакторы на быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла, а также и тепловые реакторы малой и средней мощности.
Принципиальное отличие реактора МБИР от действующего реактора БОР-60 заключается в том, что он проектируется и строится как исследовательская установка. МБИР сможет использоваться для испытания различных теплоносителей (газ, свинец, раствор солей) и, соответственно, проведения материаловедческих исследований в данных средах. В таких условиях пока трудно представить, кто бы еще мог провести такие эксперименты. Есть программы по развитию изотопных технологий. Мы увеличиваем интенсивность нейтронного потока, можем проводить облучение при высоких температурах в различных средах, включая натрий, а это — область неизведанного в части технологических задач, не научных, а именно технологических, которые позволят обосновать использование реакторов на быстрых нейтронах в промышленных масштабах.
МБИР (по мощности) практически в три раза больше БОР-60, что позволит проводить больше экспериментов. Тенденция развития быстрых исследовательских реакторов показывает, что к 2025 году МБИР может стать единственной подобной установкой в мире.
— МБИР будет самым мощным в мире действующим исследовательским реактором — его мощность составить 150 мегаватт. Но насколько важен этот параметр для такой установки?
— Непосредственно энергетическая мощность для исследовательского реактора не важна, хотя и ее мы намерены использовать с коммерческой выгодой для проекта. Но она прямо связана с нейтронным потоком, который и является главным инструментом исследований. А поток влияет на сроки набора дозы облучения — возможность провести эксперименты с облучением за три года вместо десяти лет безусловно важна для исследователей, и это и является главным преимуществом высокопоточного реактора. Так же, как и возможность проведения экспериментов в более широком диапазоне температур.
— Будет ли на реакторе МБИР тестироваться топливо и для реакторов на быстрых нейтронах? Как будут проходить эти испытания? Каковы преимущества этих испытаний для эксплуатации энергетических реакторов на быстрых нейтронах?
— Такое топливо и сейчас тестируется на БОР-60. Хотя уже на четвертом энергоблоке Белоярской АЭС функционирует "быстрый реактор" БН-800, где условия для (отработки топлива) энергетического реактора ближе к реальным, но некоторые эксперименты требуют проверки на исследовательском реакторе прежде, чем переходить к, так сказать, полевым испытаниям на энергетическом реакторе.
— Вы сказали, что на МБИР могут выполняться проекты по радиоизотопам. Будет ли работа нового реактора связана с медициной (производством радиофармпрепаратов, нейтрон-захватной терапией и другими направлениями, которые довольно активно ведутся на исследовательских реакторах в мире)?
— МБИР будет многофункциональным комплексом, и возможность подключения устройств для целей ядерной медицины в нем тоже предусматривается. Насколько они будут востребованы, зависит от представителей медицины, мы будем рады, если они присоединятся к формируемому вокруг комплекса МБИР исследовательскому сообществу. Изотопная программа тоже рассматривается, хотя для реактора такого уровня это не является доминирующим направлением.
— Что вы скажете о международной составляющей проекта, привлекательности МБИР для зарубежных специалистов?
— Это важный момент — на основе МБИР мы создаем самую современную исследовательскую площадку не только для себя, но фактически для всего мира. Росатом открыт для взаимовыгодного сотрудничества в данном проекте со всеми заинтересованными сторонами, и поэтому возникла идея сформировать на базе МБИР международный центр исследований. Росатом предложил зарубежным партнерам уникальную возможность принять участие в создании исследовательской инфраструктуры, которая нацелена на решение актуальных научных задач в обоснование инновационных реакторных концепций и будет отвечать всем передовым требованиям.
Универсальная исследовательская установка с высоким нейтронным потоком не может быть реализована в малом масштабе или на модульной основе, таким образом, высокая стоимость — неизбежный фактор. Данный факт приводит нас к идее, продвигаемой МАГАТЭ в течение достаточно долгого времени, а именно региональным центрам коллективного пользования, в рамках которых один реактор может обслуживать потребности многих стран.
Участвуя в проекте, международные партнеры смогут получить доступ к уникальному инструменту, которого нет больше нигде в мире, и при этом смогут минимизировать и оптимизировать свои расходы. Иными словами, партнеры смогут поделить и риски, и расходы, сохранив весь возможный эффект от исследований и в целом от всех проводимых на базе МБИР работ.
Объединение финансовых и научных ресурсов улучшит эффективность для всех участников, при этом участники, присоединившиеся на раннем этапе, будут иметь возможность влиять на конфигурацию исследовательского оборудования и приоритеты научной программы. При этом наша цель состоит в том, чтобы международный центр исследований стал платформой для обмена мнениями и опытом, а также центром компетенций по всему спектру вопросов, связанных с проектами установок четвертого поколения.
— Как будет работать этот международный исследовательский центр? Каковы условия участия в нем?
— При разработке структуры исследовательского центра мы учитывали, что у партнеров интерес может быть различен — кому-то нужен доступ к реактору на постоянной основе, кому-то для конкретной программы, а кто-то еще не вполне понимает, зачем нужен вообще. Поэтому мы предусматриваем возможность участия в различных формах, но при этом будет действовать правило — кто раньше пришел, тот и получил более привлекательные условия. Финансовый принцип будет основан на пропорциональном взносу доступе к реакторному потоку (времени работы на реакторе).
Но, помимо этого, мы рассчитываем на разработку многосторонней программы исследований по направлениям, которые интересны широкому кругу партнеров, в том числе и для стран-новичков, и к которой мы надеемся привлечь исследовательские институты с большим опытом работы с научным сообществом и мировой известностью, что поможет расширению системы обмена знаниями в мировом масштабе, сохранению и развитию научных компетенций.
— Насколько уже сейчас серьезен интерес к реактору МБИР за рубежом?
— Безусловно, в таком инструменте заинтересованы во всем мире. Многие страны занимаются направлением быстрых реакторов, поскольку это ключ к отработке технологии замыкания топливного цикла. Но для широкого строительства быстрых реакторов необходим глубокий анализ, поиск оптимальных решений и испытаний как конструкционных, так и топливных материалов, которые не реализовать без необходимой исследовательской базы.
Существует Европейская инициатива по устойчивому развитию ядерной промышленности, которая предусматривает реализацию четырех проектов быстрых реакторов, в том числе Allegro, которым занимается Институт ядерной физики в чешском Ржеже. В определенный момент эти проекты потребуют перехода к тестированию технологических решений на экспериментальной установке.
Как показал проведенный в июне нынешнего года международный семинар в Димитровграде, интерес ко МБИР даже шире, чем мы предполагали. Заложенная в проект многофункциональность делает реактор привлекательным для пользователей различного уровня — и для коммерческих прикладных исследователей, и для научных институтов, и для стран, находящихся в начале пути к созданию ядерного направления национальной науки.
— Что уже сделано по теме международного исследовательского центра?
— Хотелось бы отметить, что 2016 год стал отправной точкой для проведения работ по созданию центра. Этому способствовал и подтвержденный интерес со стороны мирового сообщества, и начало строительства МБИР, и запуск проекта по созданию центра в Росатоме в качестве самостоятельного.
На текущий момент мы подписали два меморандума о сотрудничестве и планируем до конца года подписать еще несколько. Таким образом, будет сформирован круг ключевых участников, которые смогут более активно влиять на развитие проекта и условия участия в нем. Наша задача — в этом году сформировать консультативный совет, который начнет прорабатывать вопросы, связанные с научной программой еще до создания международного исследовательского центра, а уже в 2017 году договориться с партнерами по ключевым вопросам участия и начать формировать центр в качестве юридического лица.
— Первый бетон в основание здания МБИР был залит чуть больше года назад, в сентябре 2015 года. Как с тех пор продвинулась работа? Когда реактор должен быть введен в эксплуатацию и какие первоначальные работы на нем намечено проводить?
— Сейчас монтируются перекрытия на уровне выше отметки минус шесть метров и готовится заливка стен от этого уровня. Срок ввода реактора в эксплуатацию — конец 2019 года. Что касается начальных работ на МБИР, то в первую очередь будет возможность продолжить материаловедческие испытания для клиентов БОР-60, сроки которых выходят за пределы 2020 года, для чего предусматривается специальный перегрузочный механизм. Затем будет проводиться оснащение реактора исследовательским оборудованием, для чего будут учитываться пожелания пользователей — участников международного центра, в том числе независимыми петлевыми каналами для проведения испытаний с различными теплоносителями.
— В ходе нынешней генеральной конференции МАГАТЭ Институту атомных реакторов НИИАР был вручен сертификат международного центра МАГАТЭ на базе исследовательских реакторов. Что означает это событие?
— Мы уделяем приоритетное внимание фундаментальным и прикладным научным исследованиям, потому что только так создается база для инновационного развития ядерных технологий на средне- и долгосрочную перспективу. Специально разворачиваем свою национальную инфраструктуру под обеспечение не только внутрироссийских потребностей, но и под выполнение наших обязательств перед партнерами.
Мы признательны МАГАТЭ за присвоение НИИ атомных реакторов этого высокого статуса. НИИАР — один из крупнейших многопрофильных научных атомных центров в мире, который в этом году отметил свое 60-летие. Приглашаем секретариат МАГАТЭ и государства-члены агентства использовать богатейший технический и интеллектуальный потенциал института для проведения совместных исследований и реализации международных проектов.
Схема создания международных центров МАГАТЭ на базе исследовательских реакторов (International Center based on Research Reactor, ICERR) была утверждена секретариатом агентства в 2014 году. Основная идея — создание сети центров, отобранных экспертами агентства, для облегчения доступа государств-членов МАГАТЭ к технологиям исследовательских реакторов для проведения исследований в мирных целях.
— Одно из активно развиваемых Росатомом направлений это ядерная медицина и изотопная продукция. Какие проекты выполняются здесь?
— Ядерная медицина — одно из важнейших направлений деятельности Росатома. Помимо микроисточников, предназначенных для брахитерапии, в планах Росатома развивать производство радиофармпрепаратов, оборудования для лучевой диагностики и терапии, создать отечественный позитронно-эмиссионный томограф, который позволяет обнаружить онкологические и другие заболевания на самой ранней стадии. И в целом мы в научном дивизионе Росатома поставили перед собой задачу по разработке широкой линейки продуктов в области ядерной медицины.
Практически все, что делает Росатом, так или иначе направлено на улучшение качества жизни людей, и не только в России, но и в мире. К примеру, в институте НИИграфит продолжается создание на основе графита новых материалов, из которых изготавливаются уникальные биосовместимые протезы, превосходящие по своим характеристикам полимерные и металлические образцы. Для миллионов пациентов эти протезы — настоящее спасение.
— А как обстоят дела с развитием радиационных технологий в нашей стране?
— Компетенции Росатома позволяют формировать центры радиационной стерилизации и обеззараживания — это самый безопасный способ обработки по сравнению с химической или термической стерилизацией. Научно-исследовательские работы в этой области ведутся уже давно, метод показал свою эффективность. Сегодня мы можем стерилизовать радиационным способом медицинские изделия, косметические средства.
Мы развиваем это направление внутри России и готовы продвигать свои высокотехнологичные продукты за рубеж. Как известно, доступ населения целого ряда густонаселенных стран к чистой питьевой воде сегодня серьезно ограничен. Для решения этой проблемы Росатом создает новые технологии и системы очистки воды от различных вредных примесей и соединений.
— Институты научно-инновационного блока Росатома в сотрудничестве с другими российскими организациями и предприятиями активно разрабатывают сверхпроводниковые технологии. Какие основные результаты здесь вы можете выделить?
— Сегодня мы построили опытные образцы двигателей, генераторов, накопителей энергии, ограничителей тока на высокотемпературных сверхпроводниках. Пока это только образцы, но в будущем данные изделия позволят уменьшить потери в электросетях, создать скоростные электропоезда, развивать так называемую альтернативную генерацию и многое другое, что будет служить на благо человечества.
