Критическая масса: Атом и геополитика - Андрей Сизов

По данным МАГАТЭ, применение реакторов на быстрых нейтронах в замкнутом топливном цикле позволяет многократно использовать один килограмм ядерных отходов, до полного исчерпания их энергетического потенциала. Это обеспечивает не только экономию ресурсов, но и десятикратное сокращение конечного объема ОЯТ.

Другое дело, что создание инфраструктуры, необходимой для успешного функционирования ЗЯТЦ, – а это, помимо самих реакторов, еще и установки для переработки и рециркуляции, – требует значительных капвложений. Подобные затраты не всегда по силам отдельно взятой стране.

Выходом из этой ситуации может стать проработка различных форматов международного сотрудничества для реализации проектов, связанных с ЗЯТЦ. Тем более что повышение эффективности и безопасности использования ядерного топлива отвечает не только национальным, но и глобальным интересам.

Перспективные направления

В перечне передовых технологий утилизации жидких радиоактивных отходов заметное место занимает EUREECA – быстрый процесс улавливания радионуклидов в глиноподобный минерал, безопасный для дальнейшего долгосрочного хранения.

Эта разработка ученых из австралийского института CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) используется прежде всего при очистке сточных вод урановых рудников. Но в случае повторения инцидентов, подобных аварии на АЭС «Фукусима–1», EUREECA тоже была бы весьма востребована.

Еще одно активно разрабатываемое направление – трансмутация радионуклидов[84]. Причем не только минорных актинидов, но и долгоживущих продуктов деления – с помощью быстрых реакторов со свинцовым охлаждением. Это позволит снизить токсичность и объем высокоактивных отходов, сделав их долгосрочное хранение более безопасным.

Нельзя не упомянуть и идею космического захоронения ядерных отходов. В этом контексте рассматриваются как открытый космос, так и доставка ОЯТ на Луну или астероиды. Несмотря на бурные обсуждения подобных инициатив, до их практической реализации дело пока не дошло. Слишком велики затраты и сопутствующие финансовые риски, не просчитаны до конца и экологические последствия. Хотя, возможно, с подачи Илона Маска и с помощью его амбициозных космических проектов использование межпланетного пространства для хранения ОЯТ станет реальностью.

Впрочем, никакие, даже самые прорывные технологии не отменяют необходимости комплексного подхода.

Учет всех этапов атомно-энергетического цикла, начиная с добычи урана, существенно облегчает задачу по поиску наиболее безопасных способов хранения и утилизации ОЯТ. Прежде всего за счет возможности разрабатывать максимально гибкие стратегии, способные оперативно адаптироваться к любым изменениям любого элемента данной технологической цепочки, обусловленным любыми причинами – будь то внедрение подрывных инноваций или изменение геополитических факторов, влияющих на развитие атомной энергетики.

Методология комплексного обращения с ядерными отходами включает следующие аспекты:

Интеграция подходов: сочетание подходов «сверху вниз» и «снизу вверх» для вовлечения всех заинтересованных сторон в процесс принятия решений способствует повышению его прозрачности.

Иерархические принципы: охватываются все аспекты, связанные с ОЯТ – от их образования до вывода из эксплуатации, учитывается также вероятность появления аварийных отходов.

Гибкость и координация: конструктивное взаимодействие между разработчиками и исполнителями имеет критическое значение с точки зрения как технической, так и экономической целесообразности.

В будущем при обращении с ядерными отходами, скорее всего, будут использоваться более инновационные методы, а также комбинация различных технологий. Но приоритетами останутся минимизация объемов отходов, обеспечение их безопасной иммобилизации и создания условий для безопасного долгосрочного захоронения.

С учетом изложенного можно сформулировать следующий комплекс взаимосвязанных стратегий и инноваций, касающихся ОЯТ:

● Разработка и внедрение новых типов ядерных реакторов с меньшим объемом отходов. А также усовершенствование процессов переработки ОЯТ.

● Использование более эффективных методов иммобилизации отходов – таких как витрификация (остекловывание) для ВАО, – обеспечивающих более надежную изоляцию радиоактивных элементов.

● Разработка новых, устойчивых к любым видам внешнего воздействия, материалов для контейнеров, предназначенных для хранения отходов. Широкое применение плазменных технологий для уменьшения объема и токсичности отходов.

● Совершенствование технологий глубинного геологического захоронения – с учетом специфики процессов миграции радионуклидов в геологических формациях, – позволяющее более точно прогнозировать вероятность изменений в статусе отходов в долгосрочной перспективе. Создание международных хранилищ для ВАО.

● Развитие технологий переработки ОЯТ с перспективой минимизации доли отходов, подлежащих захоронению.

● Снятие барьеров для более широкого внедрения технологий ЗЯТЦ, масштабирование повторного использования материалов, образующихся как в процессе работы ядерных установок, так и в результате их вывода из эксплуатации.

● Усиление сотрудничества между странами для обмена опытом и технологиями в области управления отходами.

● Развитие систем мониторинга, позволяющих отслеживать состояние отходов на всех этапах управления и выявлять возможные риски на ранних стадиях.

● Оценивание эффективности применяемых методов управления отходами и корректировка стратегий на основе полученных результатов.

4. Международное сотрудничество и обеспечение безопасности в атомной энергетике

В 1957 г. под эгидой ООН было создано МАГАТЭ, призванное выполнять функцию аудитора мировой ядерной безопасности. Пожалуй, впервые в эпицентре общественного внимания МАГАТЭ оказалось в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Поскольку развитие ядерных технологий предполагает и изменение стандартов безопасности, значение деятельности МАГАТЭ для национальных правительств и компаний – операторов АЭС сложно переоценить. Все профильные инспекции, работающие в странах, которые имеют атомно-энергетические проекты, сотрудничают с МАГАТЭ. Один из основополагающих принципов этого международного агентства – информирование даже о незначительных инцидентах.

А для повышения эффективности и оперативности реагирования на нештатные ситуации МАГАТЭ запустило платформу USIE (Unified System for Information Exchange on Incidents and Emergencies) – для консолидации усилий стран, организаций и компаний во время чрезвычайных ситуаций.

Нельзя не отметить и роль МАГАТЭ в отслеживании ситуации с ядерной безопасностью на Запорожской и Курской АЭС, оказавшихся в зоне риска из-за военного конфликта на Украине.

По запросу государств-участников МАГАТЭ проводит экспертизу атомно-энергетических проектов. Это не подменяет лицензирование, но может стать ключевым аргументом как за, так и против выдачи соответствующих разрешений.

Агентство не обходит стороной и отраслевые инновации. Наглядное тому доказательство – инициатива МАГАТЭ по гармонизации и стандартизации в ядерной сфере (Nuclear Harmonization and Standardization Initiative, NHSI), направленная на адаптацию требований безопасности и нормативной базы к новым технологиям и появившаяся на фоне создания ММР[85].

В рамках интеграции атомной энергетики с зеленой повесткой МАГАТЭ в ноябре 2024 г. подписало меморандум о взаимопонимании с ЕБРР (Европейский банк реконструкции и развития), предусматривающий содействие в достижении целей по сокращению выбросов.

Стандартизации выпускаемых различными корпорациями ядерных энергетических установок и обмену опытом в обслуживании и модернизации уже давно эксплуатируемых реакторов способствуют NEA и WNA.

Обсуждение технологических решений и инноваций, направленных на разработку ядерных энергетических систем следующего поколения, происходит в рамках Международного форума «Поколение IV» (GIF), учрежденного в 2001 г. для координации усилий ученых и инженеров-ядерщиков со всего мира[86].

32 страны как полноправные участницы и 31 страну-наблюдателя охватывает Международная программа сотрудничества в области ядерной энергии (Nuclear Energy's Role in the 21st