Чи є альтернатива атомній енергетиці в Україні? (Чорноморські новини - 2012 рік / № 28 (21292) субота 7 квітня 2012 року)
Енергетика світу, у тому числі енергетика України, має чотири головні аспекти: собівартість, наявні запаси, безпечність, екологічність. Розглянемо їх детальніше.
У 2011 році в Україні собівартість кіловата електричної енергії, отриманого на атомних електростанціях, склала 18 копійок, на теплових електростанціях — 92 копійки. Ціна на оптовому ринку електричної енергії, виробленої гідроелектростанціями, становила 56 копійок за кіловат. При цьому у собівартість в останньому разі ніколи не закладалися збитки від невикористання колосальних земельних угідь, затоплених водосховищами гідроелектростанцій. Є ще нетрадиційна енергетика, яка в енергетичному балансі людства займає 0,5%. Традиційним і найпоширенішим сьогодні представником цього напрямку розвитку енергетики є вітрові електричні станції. У деяких країнах Європи, зокрема у Німеччині, доля електричної енергії, виробленої на вітрових електричних станціях, становить уже декілька відсотків і продовжує зростати. Здавалося б, ось де енергетична перспектива людства. Але, за оцінками Кристофера Сміта — голови проекту ІТЕР (міжнародний експериментальний реактор Токамак), собівартість кіловата електричної енергії вітрових електричних станцій становить 50 центів (приблизно 4 гривні за її нинішнім курсом щодо долара США) і навряд чи в досяжному майбутньому у таких країнах, як Україна, знайдуться промисловці чи рядові громадяни, які дозволили б собі використання такої дорогої енергії. Отже, з точки зору собівартості, ядерна енергетика поза конкуренцією.
Щодо наявних запасів палива ситуація у світі така. Уран з атомною масою 235 атомних одиниць — найпоширеніше тепер ядерне паливо — зустрічається в природі у суміші з ураном з атомною масою 238 атомних одиниць у співвідношенні 0,72% до 99,28% відповідно. Більшість атомних реакторів світу, у тому числі всі атомні реактори України, використовують як ядерне паливо саме уран з атомною масою 235, тобто лише 0,72% природного урану наших родовищ. Решта ж урану, що входить до складу тепловидільних елементів (ТВЕЛів) ядерних реакторів, тобто 99,28%, залишається невикористаною і вивозиться у складі відпрацьованих ТВЕЛів за межі України до країни-виробника, хоча, здебільшого, виробляються вони з урану з українських родовищ.
Зазначимо, що відпрацьований ТВЕЛ, на відміну від невідпрацьованого, містить не лише уран з атомною масою 238, але й плутоній з атомною масою 239. Останній утворюється при опроміненні урану з атомною масою 238 в активній зоні ядерного реактора нейтронами, що виникають при ядерній реакції поділу урану з атомною масою 235. При поглинанні ядром урану з атомною масою 238 одного нейтрона воно через невеликий час перетворюється, після випромінення двох електронів, у ядро плутонію. При цьому кількість плутонію, що утворюється таким чином, може значно перевищувати кількість використаного урану з атомною масою 235. Так званий коефіцієнт відтворення ядерного палива може досягати 1,6. Цінність плутонію полягає у тому, що його, у свою чергу, можна ефективно використовувати як ядерне паливо. Недоліком плутонію як ядерного палива є складніший ядерний реактор для його використання. Це так звані реактори на швидких нейтронах. Піонером у їх створенні і використанні є Росія. Вона вже десятки років займається технічним вдосконаленням таких реакторів і має їх кілька. Один з них навіть працює з 1980 року у складі 3-го блоку Білоярської АЕС. На думку фахівців, реактори на швидких нейтронах — майбутнє атомної енергетики світу, оскільки дозволяють використовувати як ядерне паливо й уран з атомною масою 238, збільшуючи у 120 з лишком разів запас потенційного ядерного палива. Що це означає для України?
Україна має найбільші запаси природного урану в Європі, але, порівняно зі світовими, вони не такі вже й великі. Використання як ядерного палива урану з атомною масою 235 на нинішньому рівні забезпечене розвіданими українськими родовищами урану приблизно на 100 років. Зазначимо, що його світових запасів при використанні у традиційних ядерних реакторах вистачить років на 300. На цьому тлі число у 10000 років для України виглядає значно привабливішим, якщо мати на увазі наші наявні запаси й урану з атомною масою 238. Очевидно, для світу прогноз ще втішніший — 30000 років. Для порівняння наведемо оцінки перспективи використання викопних органічних джерел енергії. Розвіданих запасів нафти у світі при нинішніх темпах споживання вистачить приблизно років на 70. Для Росії ця перспектива вирахувана значно точніше — 21 рік. Вугілля за теперішніх темпів споживання має вистачити десь на 400 років. Отже, з точки зору перспективи, сьогодні серед існуючих джерел електричної енергії для атомних електростанцій нема альтернативи.
Що потрібно для реалізації атомного енергетичного майбутнього України, подарованого нам природою (найбагатші у Європі поклади урану й унікальний спадок колишньої радянської імперії)? Активно включитися в міжнародну науково-технічну співпрацю з розробки і вдосконалення ядерних реакторів на швидких нейтронах. Це завдання полегшується і тим, що піонери цієї галузі географічно зовсім недалеко від нас і між нами нема мовного бар’єру. Зробити розвиток ядерної фізики і ядерної енергетики пріоритетними напрямками розвитку науки і техніки в Україні, почати вкладати серйозні кошти у відповідні дослідження — саме такого відродження, заснованого на конкретних і принципово необхідних нашій державі потребах, чекає українська наука і техніка.
З огляду на невідворотну перспективу переходу в недалекому майбутньому світової атомної енергетики на реактори на швидких нейтронах, особливо важливим постає питання ядерної безпеки. Справа у тому, що критична маса чистого плутонію приблизно у чотири з половиною рази менша за критичну масу чистого урану з атомною масою 235 і становить приблизно 11 кілограмів (для урану — 50 кілограмів). За певних конструкційних умов вибухового пристрою цю критичну масу можна зробити як мінімум вдвічі меншою. Якщо плутонію надати форму кулі, то діаметр цієї кулі буде лише 10 сантиметрів. Плутоній має високу радіоактивність. Для різних його ізотопів період напіврозпаду змінюється від кількох років до кількох десятків тисяч років. Тоді як для урану з атомною масою 235 період напіврозпаду становить близько мільярда років. Для того, щоб відбувся ядерний вибух, достатньо дві півсфери зазначеного діаметра, зроблені з плутонію, привести у контакт своїми плоскими частинами. Ця обставина робить чистий плутоній привабливим об’єктом для використання терористами. Тому міжнародну спільноту завжди турбують держави, які мають запаси збагаченого плутонію або навіть і урану. Не випадково Україна кілька років тому була змушена передати свої запаси плутонію, а торік і збагаченого урану, Сполученим Штатам Америки. Початок роботи з переходу ядерної енергетики України на реактори на швидких нейтронах можливий лише в умовах політичної, економічної і фінансової стабільності в Україні, так само як і при низькому рівні корумпованості нашого державного апарату. Крім того, всі роботи з використання плутонію мають проводитися під ефективним міжнародним контролем, щоб у світової громадськості не виникало найменшого сумніву щодо використання плутонію і збагаченого урану поза задекларованою метою.
Україна зараз має 15 атомних енергоблоків великої потужності. З них три добудовані вже у незалежній Україні. Їх будівництво весь час супроводжувалося дискусіями про доцільність подальшого розвитку атомної енергетики. З нашої точки зору, така доцільність не тільки існує, вона є нашою невідворотною долею. Чим раніше ми це зрозуміємо, тим якіснішими і безпечнішими будуть наші ядерні енергоблоки, тим впевненіше Україна почуватиметься у своїх стосунках з іншими державами світу.
І ще раз про безпеку ядерних реакторів. Чорнобильська трагедія продемонструвала, насамперед, не небезпеку мирного атома як такого, а тотальну некомпетентність і безвідповідальність всіх рівнів керівництва — від партійного до наукового — у тоталітарній державі. У таких умовах трагедія зразка чорнобильської була неминуча. Питання лише в тому, чому саме біля Києва проводилися дивні експерименти з атомним реактором, що зумовили його вибух. Під час цих експериментів потрібно було вимикати автоматичну систему захисту атомного реактора від некерованої ланцюгової реакції, тобто від вибуху. Чому загинули наші героїчні пожежники, намагаючись загасити ланцюгову реакцію традиційними засобами — водою і піною? Хто їх на це надихнув? Чому до в’язниці потрапив директор атомної електричної станції, який лише виконував накази з Москви, і не потрапив той, хто ці накази віддавав? Таких питань можна поставити багато. Хто тепер на них відповість?
Вагомим аргументом проти подальшого розвитку атомної енергетики послужила аварія на японській атомній станції «Фукусіма-1», що стала наслідком безпрецедентного в історії цієї країни цунамі. Але зважимо на те, що внаслідок цього цунамі загинуло близько 18000 осіб, а внаслідок аварії на «Фукусімі-1» — не загинула жодна. Ні в кого не виникло навіть натяку на променеву хворобу. На аварію в Японії відреагувала лише Німеччина, яка офіційно заявила про подальшу відмову від ядерної енергетики як такої. Який підтекст у такої політики? Важко сказати однозначно. Можливо, щоб оцінити цей крок Німеччини, слід розуміти, що деморалізація німецького суспільства, спричинена поразкою у Другій світовій війні, для неї є все ще актуальною. Політика ж таких лідерів у сфері атомної енергетики, як Франція, залишилася незмінною і спрямована на подальше нарощування потужності атомних електростанцій.
Комфорт сучасної людини, що користується всіма благами цивілізації, постійно оплачується життями інших людей. Торік в Україні була видобута рекордна за останні роки кількість вугілля — понад 80 мільйонів тон. За кожен мільйон тон вугілля Україна платить 2 — 3 людськими життями. Це один з найгірших показників у світі. Чому в Україні не ставиться питання про закриття всіх вугільних шахт? До речі, якщо помножити масу видобутого вугілля приблизно на 3, ми отримаємо масу парникових газів, які викидаються в атмосферу Землі в Україні. Ми отримаємо також колосальну кількість канцерогенних речовин, які розпорошуються по території всієї нашої країни. Потужна сучасна теплова електрична станція споживає приблизно 10000 тон вугілля на добу. Його потрібно завезти і розвантажити. Атомна електрична станція такої ж потужності вимагає лише одну мільйонну долю такої маси у вигляді уранових стрижнів.
Кожну годину на дорогах України внаслідок аварій гине приблизно одна людина. Чому в Україні не ставиться питання про заборону автомобільного транспорту і про перехід на кінську тяглову силу? Ще більше людей гине внаслідок тютюнопаління. Чому в Україні не ставиться питання про заборону або радикальне обмеження тютюнопаління? Ще набагато більше людей в Україні гине внаслідок вживання алкоголю і наркотиків. Тут рахунок йде на сотні тисяч людських життів на рік. Саме останній фактор є провідним у тій сумній статистиці, що середня тривалість життя чоловіків в Україні становить приблизно 63 роки. Гірша ситуація, мабуть, лише в Росії. Там це — 59 років. Чому не ставиться питання про заборону вживання алкоголю в Україні? Цей перелік факторів ризику для сучасної людини можна продовжувати далі. Чому нас найбільше лякають саме ризиком загибелі від наслідків аварії на атомних електростанціях, хоча за всю історію розвитку атомної енергетики загинуло лише кілька десятків осіб, причому майже всі в Радянському Союзі?
Це залякування має дуже просте і раціональне походження. Завдяки йому людство має надзвичайно тривалий період мирного існування. Завдяки цьому залякуванню дещо стримується накопичення у світі плутонію як основного компонента ядерної зброї. Стримується розповзання ядерних технологій по світу. Зменшується ймовірність їх потрапляння «не у ті руки». Дякувати Богу, світ дбає про свою безпеку. Нещодавно закінчився міжнародний саміт у Сеулі, присвячений ядерній безпеці. У ньому взяли участь президенти провідних держав світу, у тому числі і наш президент. Цей саміт звернувся із закликом не використовувати ядерне паливо з високим рівнем збагачення урану. На жаль, нас цей заклик не стосується через нашу технологічну та ідеологічну, в сенсі ядерних технологій, відсталість.
Від моменту відновлення української державності у 1991 році Україна заявила про себе як миролюбну країну, що відмовилася від ядерної зброї. Заявила про себе як про країну, що готова до широкої міжнародної співпраці і міжнародного контролю, у тому числі й у сфері ядерної енергетики. Тепер ми маємо моральне право думати про власне енергетичне майбутнє, про власну енергетичну незалежність, про власну безпеку. Атомні реактори у нас уже є. Вони будуть мінімально небезпечними тоді, коли ми спрямуємо серйозні кошти у подальший розвиток і вдосконалення ядерних технологій та підготовку фахівців. Ядерна енергетика, адекватно сприйнята державою і громадянами України, може стати нашим містком до новітніх технологій взагалі, до відновлення науки, яка відповідала б сучасному світу, до відновлення престижу точних наук та інженерних професій.
З моєї точки зору, альтернативи атомній перспективі України нема.
Валерій ШВЕЦЬ,
доктор фізико-математичних наук, професор.
м. Одеса.
Автор видалив цей коментар.
ВідповістиВидалитиhttps://chornomorka.com/archive/21292/a-657.html
ВідповістиВидалити