Ядерные энерготехнологии нового поколения
15.12.2016
Госкорпорация «Росатом» на протяжении долгого времени успешно развивает ядерные энерготехнологии нового поколения. Какие разработки наиболее перспективны? К каким проектам могла бы присоединиться Беларусь? Стоит ли ждать прорыва в области радиационной медицины, насколько она эффективна в борьбе с онкологическими заболеваниями?
Онлайн-конференция организована в режиме интернет-моста.
Источник: БЕЛТА
Участники:
Вячеслав Першуков
Заместитель генерального директора - директор Блока по управлению инновациями Госкорпорации «Росатом»
Корр. БЕЛТА
Госкорпорация «Росатом» успешно развивает ядерные энерготехнологии нового поколения. Какие разработки можно считать наиболее перспективными?
Першуков Вячеслав
-Хотел бы напомнить, что в России в свое время была принята государственная программа по ядерным энерготехнологиям нового поколения на 2010-2015 годы и на период до 2020 года. Основная цель программы - разработка ядерных технологий на базе реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым ядерным топливным циклом, а также повышение эффективности использования природного урана и облученного ядерного топлива (ОЯТ).
Современная мировая ядерная энергетика построена на использовании реакторов на тепловых нейтронах, где вода - и замедлитель ядерных процессов, и теплоноситель. Но если атомная энергетика хочет выжить в конкурентной борьбе с другими энергоресурсами, ее необходимо выводить на новый уровень. Надо уже сейчас готовить переход на технологическую платформу с использованием нейтронов быстрого спектра, быстрых реакторов, или БН, в которых теплоносителем выступает жидкий металл (натрий, свинец) или сплав металлов, к примеру свинец-висмут.
Ученые «Росатома» завершили обширный цикл исследований, и теперь нам ясно, как сделать реактор БН коммерчески привлекательным, с учетом замыкания топливного цикла и радиоэквивалентного захоронения, уменьшения запасов ОЯТ, исключения урана из топливного цикла. Чтобы подобный реактор был экономически выгоден даже при нынешних ценах на углеводороды.
Напомню о том, что российская атомная отрасль не прекращала развитие энерготехнологий на основе БН. В отличие, кстати, от конкурентов. И поэтому мы сегодня мировые лидеры в данной области.
Одним из самых важных событий текущего года стал ввод в промышленную эксплуатацию новейшего энергоблока №4 с реактором на быстрых нейтронах БН-800 на Белоярской АЭС. На этой станции уже более 30 лет находится в опытно-промышленной эксплуатации энергоблок БН-600 с натриевым теплоносителем, благодаря чему был получен уникальный опыт эксплуатации энергоблока с натриевым теплоносителем. Фактически мы опережаем мир на 600 МВт по быстрым реакторам. Включение в работу БН-800 - это очередной успех «Росатома» в программе развития быстрых реакторов. Следующий этап - БН-1200, и я уверен, что мы построим этот реактор.
Энергоблоки БН решают как задачу долгосрочного топливообеспечения атомной отрасли, так и задачу снижения накопленных за время атомного проекта ядерных отходов. Кстати, реакторы на быстрых нейтронах - это не только энергоблоки, предназначенные для выработки электроэнергии, это еще и научные исследования. Мы в 2015 году начали строительство на площадке АО «НИИАР» в Ульяновской области Многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР - самого крупного подобного реактора в мире. То есть мы последовательно движемся вперед по пути развития инновационных энерготехнологий, которые сформируют облик энергетического будущего не только России, но и в целом человечества.
Корр. БЕЛТА
Вы упомянули про МБИР. Какие цели у этого проекта? Могла бы Беларусь присоединиться к этому проекту?
Першуков Вячеслав
- Для начала скажу несколько слов о международной ситуации. 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 технологий IV поколения, а также продления сроков действующих реакторов и повышения их эффективности. К 2020-2025 годe, то есть совсем скоро, мировая экспериментальная база во многом себя исчерпает, поскольку либо многие ИР выработают свой ресурс, либо, на тот момент, не будут обладать необходимыми исследовательскими возможностями.
Теперь о МБИР. Его основное предназначение заключается в проведении массовых реакторных испытаний инновационных материалов и макетов элементов активных зон для ядерно-энергетических систем IV поколения, включая реакторы на быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла, а также тепловые реакторы малой и средней мощности.
Еще один важный момент - на основе МБИР мы создаем самую современную исследовательскую площадку не только для себя, но и фактически для всего мира. «Росатом» открыт для взаимовыгодного сотрудничества в данном проекте со всеми заинтересованными сторонами, поэтому и 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, а именно региональным «центрам коллективного пользования», в рамках которых один реактор может обслуживать потребности многих стран. И сегодня мы, конечно же, приглашаем наших белорусских коллег принять участие в работе такого центра - МЦИ МБИР.
Леонид Пишкевич, Минск
Есть глобальные научные проекты, такие как ITER, XFEL, Большой адронный коллайдер. Они успешно воплощаются в жизнь. Может быть, стоит сообща, что называется всем миром, решать задачу перевода атомной энергетики на новый уровень? Потому что разрозненные усилия могут сильно отдалить наступление новой энергетической эры.
Першуков Вячеслав
- К сожалению, крупных международных проектов в области «мегасайенс», к которым можно отнести тот же БАК или XFEL, совсем немного. Технологии с использованием нейтронов быстрого спектра - это технологии, которые обеспечивают высокую радиационную стойкость материалов. Они во всех странах относятся к категории двойных технологий. Тут возможно и космическое применение, и военное, и гражданское. Поэтому здесь вопрос международной кооперации достаточно сложен.
Хотел бы отметить, что новая платформа ядерной энергетики, которую мы в «Росатоме» создаем, носит сугубо коммерческий характер. ITER - не является коммерческим реактором, он станет основной научной платформой по изучению возможности управлять процессом термоядерного синтеза для получения электроэнергии. Вы спросили о БАК, но ведь это тоже абсолютно некоммерческий проект, направленный исключительно на научную, а значит - на общечеловеческую пользу. А вот технология замыкания ядерного топливного цикла носит именно коммерческий характер. Тот, кто реализует коммерчески выгодные проекты, тот определяет и развитие рынка.
Конечно, у нас есть и международный проект, в котором мы с французами пытаемся сделать совместный быстрый реактор, объединив наши компетенции. Проект сложный, но он постепенно продвигается вперед. Если удастся, то это откроет путь к кооперации для создания новой формы уже для всего человечества.
Людмила, Минск
Стоит ли ждать прорыва в области радиационной медицины? Насколько она эффективна в борьбе с онкологическими заболеваниями? Заинтересованы ли в сотрудничестве с Беларусью, которая тоже активно работает над развитием радиационной медицины?
Першуков Вячеслав
- Ядерная медицина - это одно из самых быстроразвивающихся направлений современной медицины. В ядерной медицине используются радиоактивные вещества и свойства атомного ядра для диагностики и терапии в различных областях научной и практической медицины - в онкологии, кардиологии, гепатологии, урологии и нефрологии, пульмонологии, эндокринологии, травматологии, неврологии и нейрохирургии, педиатрии, аллергологии, гематологии, клинической иммунологии.
Самая точная диагностика рака на самой ранней стадии возможна только с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), в которой применяются различные радиофармпрепараты (РФП). В развитых странах один центр ПЭТ приходится на 500 тыс. человек. Для проведения точнейшей диагностики на самой ранней стадии используется технеций 99, получаемый с помощью изотопа молибдена 99 (М99). АО «НИФХИ» выпускает генераторы технеция 99 для медицинских клиник. А молибден 99 производит еще один наш институт – АО «НИИАР».
Лучевая терапия является одним из основных средств борьбы с онкологическими заболеваниями. Один из институтов научного дивизиона «Росатома» - АО «НИИТФА» - занимается разработкой и выпуском аппаратуры для лучевой терапии более 40 лет. Первый аппарат был сконструирован в 1970 году, далее - усовершенствованные варианты этого аппарата. И последний аппарат датируется 2013 годом - это гамма-терапевтический комплекс «Агат Smart». За все время работы создано и введено в клиническую практику в учреждениях здравоохранения более 1,4 тыс. аппаратов для лучевой терапии. «Агат» востребован во многих странах, в сотнях клиник.
В еще одном научном центре «Росатома» - Физико-энергетическом институте в Обнинске - недавно были созданы полностью российские микроисточники на основе изотопа йод-125 для брахитерапии. Брахитерапия - это такой вид радиотерапии, когда источник излучения вводится внутрь пораженного органа. Преимущество метода заключается в возможности подведения максимальных доз лучевой терапии непосредственно на опухолевый очаг и в зону интереса при минимизации воздействия на критические органы и смежные ткани.
Вы спросили про эффективность радиационной медицины. Приведу пример по брахитерапии: эффективность лечения простаты с помощью этого метода достигает как минимум 50%. Конечно, все зависит от прогноза течения болезни, но консервативные данные такие.
«Росатом», безусловно, заинтересован в сотрудничестве с белорусскими коллегами в области ядерной медицины. Мы готовы не только поставлять свои разработки, но и совместно создавать новые продукты.
Соголенко Т.С
Применяет ли уже «Росатом» технологии 3D-печати в атомной отрасли (видите ли вы перспективы применения этих технологий в проектах, которые реализуются в Беларуси)?
Першуков Вячеслав
- Развитие аддитивных технологий входит в перечень стратегических направлений деятельности «Росатома». В настоящее время определен отраслевой интегратор - АО «Наука и инновации» (научный дивизион «Росатома») уже создан пилотный образец 3D-принтера, работа которого демонстрировалась на международном форуме «Атомэкспо-2016» в Москве и форуме «Технопром-2016» в Новосибирске.
Конечно же, разрабатываемые в «Росатоме» технологии в этой области могут быть вполне применимы в проектах, реализуемых в Беларуси. Причем в проектах любого масштаба, начиная с печатания совсем небольших объектов и деталей и заканчивая крупнейшими стройками, в том числе в атомной энергетике.
Виктор, Минск:
По вашему мнению, есть ли сегодня технические и научные предпосылки, позволяющие предполагать, что атомная энергетика увеличит свою долю в мировом энергобалансе и станет основой безуглеродного будущего?
Першуков Вячеслав
- У меня нет сомнений в том, что у атомной энергетики есть будущее. Я уже отвечал на вопрос о перспективных технологиях, которые сформируют облик новой атомной генерации, и могу только повторить, что считаю важнейшим направлением развитие реакторов на быстрых нейтронах.
Все научные и технологические основания для создания широкомасштабной генерации на основе БН у «Росатома» есть. Атомная генерация действительно экологически более безопасна, чем энергостанции на углеводородном топливе - угле, мазуте и газе. У АЭС нет никаких вредных эмиссий в атмосферу, что немаловажно в рамках борьбы с глобальным изменением климата на планете. И во многих случаях АЭС могут стать если не панацеей, то одним из самых правильных вариантов развития энергосистемы. Но какая доля будет у атомных станций в мировом энергобалансе через 10, 15 или 25 лет, вам сейчас не скажет никто. Потому что именно сегодня идет процесс изменения облика мирового энергобаланса.
С одной стороны, в мире масштабно развиваются возобновляемые источники электроэнергии, в основном в виде ветрогенерации и солнечной генерации. С другой стороны, угольная генерация свои позиции пока не сдает, что объяснимо: запасы угля на планете колоссальны.
Рассчитываю, что АЭС в будущем не потеряют свои позиции в мировом энергобалансе, и хочу отметить, что с развитием перспективных ядерных технологий, к примеру, с обузданием термоядерной энергии и созданием первой коммерческой термоядерной электростанции, у ядерной генерации появится шанс существенно нарастить свою долю в общей выработке электроэнергии.
