«Зеленая» ядерная технология

Атомная энергетика в сегодняшнем ее состоянии имеет очевидные и существенные недостатки, препятствующие выполнению миссии энергообеспечения общества в будущем. Недостатки текущего состояния атомной энергетики в ее ближайшей перспективе: низкая энергетическая эффективность парка АЭС (коэффициент полезного действия, коэффициент использования установленной мощности); растущие этические, технические и экономические проблемы обращения с радиоактивными отходами всех уровней активности и отработанным ядерным топливом как на АЭС, так и на предприятиях ядерного топливного цикла; отсутствие существенного развития новых технологий, утрата экспортного потенциала; растущие цены на ядерное топливо; недостаточность ресурсов для воспроизводства мощностей и их увеличения. Использование термоядерной энергии в ближайшее время маловероятно. У сторонников атомной энергетики есть общее понимание того, что атомная энергетика необходима, и того, что урана 235, служащего топливом для всех современных АЭС, мало. К тому же цены на обогащенный по 235 изотопу уран катастрофически, так же как и на нефть, растут. Уже к середине века никаких земных ресурсов не хватит для удовлетворения энергетических потребностей человечества. Поэтому специалисты по ядерной энергетике считают, что сжигать надо основной изотоп урана – уран-238 и еще один пригодный для атомной энергетики элемент – торий. Эти ядерные материалы не делятся нейтронами, получающимися в результате деления урана-235. Зато из этих изотопов можно нарабатывать искусственные «делящиеся» материалы плутоний-239 и уран-235. Это можно делать только в так называемых реакторах на быстрых нейтронах, или в западной терминологии – бридерах. Бридер, использующий уран-238, нарабатывает плутоний-239, а использующий торий – уран-233. Если АЭС с такими реакторами составят основу земной энергетики, то в обороте по всей планете будет до миллиона тонн плутония и 33-го урана. Это опасно с точки зрения возможности военного использования этих изотопов. Ведь для изготовления ядерного взрывного устройства достаточно нескольких килограмм этих изотопов. Таким образом, уран-235 нельзя сжигать, потому что его мало, а уран-238 и торий, потому что мы наводним всю планету бомбовыми материалами.

Природный уран и торий составят основу ядерной энергетики

Однако есть еще один способ сжигать «неделящиеся» изотопы, уран-238 и торий. Этот способ заключается в делении этих изотопов нейтронами, обладающими большой энергией, то есть энергией, превышающей ту, которую имеют нейтроны, образовавшиеся в результате деления урана-235. Такие нейтроны можно получить при облучении мишеней, состоящих из тяжелых ядер, протонами, движущимися почти со скоростью света. Эта технология получила название ЯРТ энергетика (тяжелоядерная релятивистская энергетика). Она предложена профессором Игорем Острецовым и запатентована в России. Главной особенностью этой технологии является то, что «неделящиеся» изотопы при энергии нейтронов более 10 мегаэлектронвольт делятся так же, как и «делящиеся» изотопы. Поэтому безразлично, какие изотопы загружать в реактор. Можно загружать отвальный уран (уран, из которого выделен уран-235), можно отработавшее ядерное топливо, которого в мире накопилось огромное количество и с которым не знают, что делать, можно просто торий. Правда, есть одно препятствие. Нейтроны с энергией более 10 мегаэлектронвольт (МэВ) можно получить только с помощью высокоэнергетических протонов, для которых, в свою очередь, нужен высокоэффективный ускоритель элементарных частиц. Подобный ускоритель построили, например, в США. Он имеет энергию 800 мегаэлектронвольт, а длину около километра. А в данном способе нужны ускорители с энергией протонов около 10 гигаэлектронвольт (ГэВ). Однако российский ученый А.С.Богомолов сумел создать нужный ускоритель размером не более 60 метров. Его главные особенности – компактность и высокая эффективность.

Плюсы ЯРТ энергетики

Какие же положительные свойства имеет ЯРТ энергетика и что она даст миру? Перечислим конспективно только некоторые: значительно меньшее количество радиоактивных отходов; отсутствие наработки актиноидов, в том числе «бомбовых» материалов; возможность работы в маневренном режиме; работа без перегрузки топлива 100 и более лет; уровень безопасности сопоставим с безопасностью современных тепловых электростанций на органическом топливе (ТЭС), что позволяет снизить зону отчуждения территорий с 30 км (для сегодняшних АЭС) до 1 км; КПД на уровне прогрессивных ТЭС (до 55–58%) – за счет использования во втором контуре сверхкритических параметров теплоносителя (воды); коэффициент использования установленной мощности на уровне сегодняшних наиболее прогрессивных ТЭС; принципиальное упрощение ядерной топливной промышленности; принципиальное упрощение процесса вывода из эксплуатации при сокращении сроков вывода до 3–5 лет.