Академик РАН Феоктистов. Об оружейном плутонии и тритии

При намечаемом ядерном разоружении высвобождаются одна-две сотни тонн кондиционного (военного) плутония и одна-две тысячи тонн урана-235. Возникает вопрос: что делать, куда девать это накопленное десятилетиями богатство? Складировать? Крайне неэкономично, так как требует значительных затрат на военную охрану без всякой пользы. И бессмысленно, если речь следует о реальном разоружении.

Хочу напомнить, что «задержка» с испытанием первой советской бомбы произошла не потому, что мы не знали, как ее делать. Не было плутония и урана нужного количества и состава. Без плутония нет современного ядерного оружия, и наоборот: наличие плутония создает все необходимые предпосылки для восстановления ядерного арсенала за короткий срок — не более месяца.

Наше жесткое утверждение, таким образом, сводится к тому, что, до тех пор пока плутоний не будет уничтожен, ядерное разоружение носит условный, демонстративный (или политический) характер.

В отношении урана-235 задача хотя бы в принципе может быть решена путем разбавления его природным (отвальным) ураном до концентрации, не применимой для оружия, но пригодной для тепловыделяющих элементов атомных станций. Единственная возможность безвозвратно ликвидировать плутоний — подвергнуть его ядерным превращениям в реакторах. Для этого нужна сеть атомных станций, в том числе и тех, которые наиболее приспособлены для сжигания плутония.

Иногда утверждают, что военный плутоний имеет даже отрицательную цена, подразумевая под этим только одно обстоятельство: использование плутония в современных реакторах обойдется  {286}  дороже привычных урановых твэлов, даже если считать плутоний бесплатным.

Что и говорить, освоение нового вида топлива для электрический станций — дело непростое и требует определенных затрат. Но, во-первых, задача не представляется неразрешимой — умеют же делать сложные плутониевые детали для атомных зарядов. Во-вторых, всякое разоружение требует затрат.

Например, существует оценка, что на ликвидацию химического оружия в Рф потребуется до миллиарда долларов, что превосходит затраты на его создание. По аналогии можно предположить, что и в отношении ядерного оружия, с учетом рекультивации радиоактивных земель и озер, расходы будут не меньше того, что затрачено на производство.

При этом всегда следует иметь в виду, что, в каком бы виде плутоний ни находился — на складах, перемешанный с землей, другими вещества_ми, включая радиоактивные, — его выделение и доведение до военных кондиций как химически отличного элемента остается операцией скоротечной и сравнительно дешевой.

Наконец, в-третьих. При развитой атомной энергетике — а ее эра обязательно наступит — все равно нужно будет осваивать плутоний, потому что представить себе широкомасштабное развитие А.Э.С без вовлечения дешевого урана-238 в сферу деления (через плутоний) невозможно.

Наличие большого количества кондиционного (военного) плутония и высокообогащенного урана (ВОУ) не только расширяет сырьевую базу для традиционных А.Э.С, но также создает предпосылки для новых типов активных зон реакторов, наиболее полно использующих это преимущество. Становится возможным значительное расширение доли быстрых реакторов, вовлекающих в горение дешевый и широко распространенный изотоп урана-238 с высокой концентрацией активных атомов в тепловыделяющих элементах.

Преимущество концентрированного топлива может быть распространено и на тепловые реакторы. Известно, что допустимое выгорание, при котором поддерживается критическое состояние реактора, пропорционально первоначальному содержанию активной компоненты. Это значит, что, увеличивая в несколько раз первоначальную концентрацию урана-235, мы имеем возможность продлить срок жизни твэла (время кампании) в то же число раз и  {287}  соответственно снизить поток отработавшего топлива. Следует подумать, принимая в расчет прежде всего экономическую целесообразность, и об уменьшении удельных тепловых нагрузок в реакторе также в несколько раз — с тем чтобы не заниматься перегрузкой топлива в течение всего эксплуатационного срока станции (30—50 лет).

Таковы некоторые теоретические аспекты применения концентрированных материалов, не затрагивающие другую технологическую сторону, которая, будем надеяться, также найдет свое решение.

Строго говоря, в отношении использования плутония (как продукта ядерных реакций в урановых реакторах) существуют две противоположные точки зрения. В ряде стран (например, в Канаде, Швеции, США) считают, что плутоний после выдержки в долговременном хранилище должен быть захоронен навечно в глубоких геологических формациях. В других странах (Бельгия, Франция, Германия, Япония, Россия, Швейцария, Англия) придерживаются противоположной стратегической линии. Здесь считают плутоний ценным продуктом, строят собственные заводы по переработке топлива или заключают контракты с зарубежными фирмами на эту дорогостоящую процедуру.

Особого внимания заслуживает позиция USA — страны с развитой атомной промышленностью. С одной стороны, здесь широко пропагандируется идея захоронения плутония. Происходит это под флагом нераспространения ядерного оружия и под аккомпанемент общего скептицизма в отношении ядерной энергетики как таковой. В то же самое время USA активно скупают уран, в том числе и уран российского производства.

Я усматриваю здесь вполне определенную конъюнктуру: надо делать запасы, пока мировая линия на развитие атомной энергетики не возобладала и уран относительно дешев. Уже много лет Америка скупает нефть в Саудовской Аравии, сохраняя в неприкосновенности собственные месторождения. Теперь пришла очередь урана. Сегодня его дешевле купить, чем самим организовать переработку топлива А.Э.С. Так что высокие соображения о нераспространении оружия, об экологической опасности — в некотором роде ширма, создающая выгодный фон для формирования общественного мнения.  {288}

Настаивая на масштабной атомной энергетике, мы, казалось бы, вступаем в противоречие с самими собой, так как она предусматривает выделение и расширенное воспроизводство плутония, который может использоваться не только в мирных целях. В оборот вступают многие сотни тонн плутония, и при любом мыслимом контроле нельзя дать гарантий, что малая доля его не будет использована в бомбах. Именно эти соображения послужили основанием для президента USA Дж.Картера для принятия решения о закрытии быстрых реакторов-бриддеров.

На этот счет существует два возражения.

Прежде всего речь следует не о кондиционном (военном) плутонии, а о реакторном, насыщенном многими бесполезными изотопами. Американцы доказывают, что и на этом плутонии можно сделать бомбу не хуже, чем на уране-235. Но бомб на уране-235 фактически нет. Реакторный плутоний имеет примерно втрое большую критмассу, чем военный, в нем в 10—15 раз выше внутреннее тепловыделение, в 10 раз больше радиационный фон, включая америций-241 (продукт распада плутония-241) с мощным гамма-излучением. Можно определенно утверждать, что это будет, по современным меркам, не бомба, а некий маломощный уродец, необычайно тяжелый в эксплуатации. Совсем не случайно был придуман военный плутоний.

С учетом сказанного каким-то образом подчеркивать особую позицию в отношении так называемого военного плутония и настаивать на его непременном захоронении, на мой взгляд, нет никаких оснований. Обращаться с таким плутонием давно научились, его размещение в твэлах вряд ли вызовет затруднения у специалистов.

Далее. Процедура повторного использования плутония не всегда подразумевает его химическое отделение. Есть современные технологические схемы быстрых реакторов, которые выжигают топливо, включая уран-238, на 50—60 % без его переработки. Вполне возможна процедура, когда отделяется легкая часть топлива, а тяжелая — без разбивки на компоненты — вновь возвращается в активную зону реактора. Изучены непрерывные режимы, при которых на вход подается уран-238, а на выходе возникает прогоревшее более чем наполовину топливо. Так обозначается путь к замкнутому циклу, без выброса в окружающую среду долгоживущих элементов трансурановой группы и без выделения плутония в чистом виде. Одновременно автоматически теряет основание запрет Дж. Картера.

И еще об одном заблуждении.

Говорят, что термоядерные реакторы являются идеальными с военной точки зрения, так как не имеют дела с плутонием. Помнится, как еще в самом начале своей деятельности я узнал о магнитном термоядерном реакторе Сахарова и Тамма. Мне поведали об этом под большим секретом, в буквальном смысле шепотом. Вначале я объяснял такую осторожность чисто экономическими причинами, стремлением не допустить утечки новейшей технологии. Только потом понял, что дело в другом.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.