11.06.2003

Андрей Ваганов

Независимая газета

Главные проблемы атомной энергетики - материалы и оптимизация топливного цикла

В Минатоме РФ прошла IV научно-практическая конференция "Использование достижений фундаментальных исследований в ядерных технологиях". Ядерная отрасль России, пожалуй, одна из самых наукоемких: 53 НИИ и КБ; около 700 докторов наук, 35 - академиков и членов-корреспондентов РАН. При этом 30-40% в общем объеме исследований Минатома РФ - работы фундаментального характера.

Сейчас перед всей этой "тяжелой артиллерией" российского атомного ведомства стоит одна стратегическая задача: обеспечить и доказать преимущества атомной энергетики и всего ядерного топливного цикла (ЯТЦ) по сравнению с другими топливными энергетическими циклами.

Например, нобелевский лауреат академик Жорес Алферов заявляет, что для атомной энергетики остается не так много времени, лет сто, не больше. Будущее - за использованием энергии Солнца.

Действительно, солнечная энергетика, если еще и не наступает на пятки атомной, то уже дышит в затылок. Так, если сейчас стоимость киловатта установленной мощности от АЭС - 1000 долларов, то в современных солнечных энергетических установках - 4000 долларов. Это уже разрыв не на порядки, как раньше, а всего лишь в разы.

Прокомментировать эту ситуацию я попросил научного руководителя Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники им. Н.А. Доллежаля, профессора Евгения Адамова.

"Физические предпосылки, о которых говорит Жорес Алферов, я считаю, абсолютно корректны, - подчеркнул профессор Адамов. - Но я об этих физических предпосылках знаю уже лет 20-25. Да, применительно к космосу солнечные энергетические установки получили адекватное решение. Но в космосе нет земных ограничений. И поэтому для земной солнечной энергетики я должен вводить несколько поправочных коэффициентов. У солнечных батарей меньше ресурс: для АЭС мы сейчас говорим о 60 годах, а для солнечных батарей максимум 15 лет. А дальше работает КИУМ - коэффициент использования установленной мощности. В случае земной солнечной энергетики на него влияет состояние земной атмосферы, состояние самого Солнца. В итоге и за 20 процентов КИУМ ручаться невозможно. Это принципиальные ограничения". Заметим, что в атомной энергетике КИУМ составляет более 80%.

С другой стороны, у гетероструктур, которыми занимается академик Алферов, есть материаловедческий потенциал, есть куда улучшать. В то же время за спиной у атомной энергетики такой "балласт", как отработавшее ядерное топливо. Именно оно, как отмечалось и на нынешней конференции, вносит существенный вклад в стоимость энергии от АЭС. Но, по мнению Евгения Адамова, этот фактор существенен лишь до тех пор, пока не будет построен ядерный топливный цикл, ориентированный на атомную энергетику. "Все, что делалось до сих пор в атомной энергетике, основывалось на использовании и оборудования, и технологий (в значительной степени устаревших, кстати говоря), разработанных для изготовления ядерного оружия, - заявил Евгений Адамов. - Надо оптимизировать топливный цикл. Сейчас у нас в России несколько коллективов этим занимаются. Раньше просто не было такой задачи. Это принципиально важно".

Естественно, программа научно-практической конференции не исчерпывалась только этой тематикой.

Пожалуй, в наиболее концентрированном виде задачи, стоящие перед фундаментальной наукой отрасли, сформулировал в своем докладе заместитель министра, член-корреспондент РАН Михаил Солонин. По его мнению, одна из главных задач - повышение глубины выгорания топлива в энергетических ядерных реакторах. Сейчас этот показатель составляет 75 МВт на килограмм урана, в перспективе надо достигнуть уровня 100 МВт на килограмм урана. Кардинальный путь решения этих проблем - развитие новых физических моделей. Ведь зачастую даже реакторные эксперименты без предшествующего физического и математического моделирования бесполезны.

Кстати, по словам Михаила Солонина, "под термоядерную энергетику мы конструкционными материалами пока не обладаем. Это - мировая проблема".

А вот другой важный элемент будущей термоядерной энергетики благодаря фундаментальным исследованиям ученых Минатома РФ сегодня находится на стадии полупромышленного внедрения. Речь о высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). Интересный доклад на эту тему - "Фундаментальные исследования сверхпроводимости и ее использование в интересах отрасли и народного хозяйства" - представил член-корреспондент РАН Николай Черноплеков.

Уникальное свойство ВТСП - способность нести огромные плотности тока в магнитных полях. По данным Николая Черноплекова, только для медицины ежегодно выпускается около 1000 магнитных томографов со сверхпроводящими магнитами. Рынок этих аппаратов в мире оценивается в 2,5 млрд. долларов в год.

Настоящий переворот в большой энергетике сулят и сверхпроводящие линии электропередачи. Уже сейчас ВТСП позволяют избежать тех самых 10 процентов потерь на 1000 километров при транспортировке электроэнергии по медным проводникам. Фактически это принципиально меняет всю энергетическую инфраструктуру и вообще - всю энергетическую политику государства, так как в этом случае отпадают ограничения на транспортировку электроэнергии. США, например, к 2010 году планируют создать производственные мощности для производства 20 тыс. км сверхпроводящего провода в год.

По словам Николая Черноплекова, и в России уже к 2020 году вполне реально создать линии электропередачи на основе ВТСП на десятки гигаватт передаваемой мощности. По крайней мере фундаментальные научные заделы для реализации подобного проекта имеются.




Страница:

  Copyright © 1998, «NuclearNo.ru»