«Выйти на новый уровень развития без атомной энергетики не получится!»

Свое мнение на этот счет высказал для наших читателей доктор физико-математических наук, специалист в области теоретической и экспериментальной физики атомного ядра и элементарных частиц, сотрудник Санкт-Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт» (Гатчина), ассоциированный сотрудник ЦЕРН (Женева) Виктор Ким.

– Какие плюсы и минусы Вы могли бы назвать в плане развития ядерной энергетики в Казахстане?

– О минусах с точки зрения современного уровня развития науки и технологий говорить сложно. Тем не менее на слуху у всех техногенные катастрофы, такие, как аварии, потрясшие мир в Чернобыле и Фукусиме. Но надо сказать, что и там, и там были не ядерные взрывы, а... тепловые.

Ядерных взрывов на атомных электростанциях не было и, на­деюсь, что их в принципе никогда не произойдет. Случились две техногенные катастрофы. Была еще в 50-е годы прошлого века критическая ситуация в США, но масштабной ее не назовешь, поскольку сработала так называемая «защита от дурака».

Считается, что опыт, который ученые и инженеры приобрели за все время эксплуатации АЭС по всему миру, сводит к нулю аварийные ситуации на подобного рода объектах. Тем не менее Чернобыльская трагедия произошла, и произошла она из-за чисто человеческого фактора – люди отключали те виды защиты, которые, как им казалось, мешали достичь результатов проводимых испытаний.

Они привели АЭС в режим, который никогда не мог бы случиться без человеческого вмешательства. Оказалось, что разные группы людей в критической ситуации, когда можно было все еще остановить, действовали несогласованно, не осознавая последствия. Теперь и такую возможность свели к минимуму.

Чернобыль был хорошим уроком. Фукусима – другой урок, он случился, потому что два маловероятных события произошли одновременно – землетрясение и цунами. Стоит отметить, что станция и без того была близка к закрытию по ряду причин, связанных с безопасностью ее дальнейшей эксплуатации, но чуть-чуть не успели...

– Вы говорите о минусах, которые возникают при катастрофических сценариях развития событий. Однако люди боятся не только серьезных аварий, но и потенциальной вероятности утечки радиации, возможного влияния АЭС на окружающую среду. Как быть с этим?

– Ко всему перечисленному можно добавить также риски, возникающие при транспортировке и хранении ядерных отходов. Безусловно, такие риски присутствуют, но насколько они велики по сравнению с использованием электростанций на твердом и жидком топливе?

Сейчас во всем мире остро стоит проблема углеродного следа, который оставляет за собой практически любое со­временное производство, в том числе генерацию электро­энергии. При сжигании топлива в атмо­сферу ежедневно выбрасываются колоссальные объемы вредных веществ.

Взять, к примеру, «зеленую» энергетику – ветряные и солнечные электростанции. Кто подсчитал выбросы в атмосферу при производстве сегментов оборудования для тех же ветряных генераторов? Как отразится на экологии в целом их дальнейшая утилизация, ведь и генераторы, и солнечные батареи имеют свой срок эксплуатации, их необходимо не только произвести, но и после утилизировать?

То же самое касается набирающих по всему миру популярность электромобилей. Мало того, что их выпуск и утилизация несут те же проблемы, но и заряжать батареи тоже приходится от электросети, львиная доля генерации которой сегодня происходит за счет сжигания углеводородов. Разница лишь в том, что ТЭС чадит где-то там, а вы можете думать, причем чисто условно, что передвигаетесь на экологичном транспорте.

Так что в смысле снижения углеродного следа АЭС на сегодня и экологичней и выгодней, так как энергия, получаемая в результате атомной генерации, обходится дешевле.

Что же касается возможной утечки радиации на современных АЭС, то чем выше технологичность использования оборудования, тем выше требования к обеспечению его безопасности. Как для населения, так и для окружающей среды.

– То есть атомную энергетику можно поставить в один ряд с другими «зелеными» технологиями?

– Я бы даже подчеркнул преимущества ядерной энергетики: у нее практически не будет углеродного следа. Да, на выпуск уранового топлива тоже нужно затратить некую энергию, у этого процесса тоже есть отходы, но их можно переработать и снова превратить в топливо, причем под жестким технологическим и радиационным контролем.

Здесь уместно напомнить, что контроль над высокотехнологичным производством атомной энергии осуществляется не только силами отдельно взятого государства, но и международными организациями, в том числе МАГАТЭ. А это международные стандарты, которые ни обойти, ни нарушить не получится. Они распространяются как на сам процесс производства атомной энергии, так и на хранение отходов. С точки зрения надежности сохранения природы данный вариант даже сравнить не с чем.

А с точки зрения нау­ки – тут стопроцентный выигрыш в пользу ядерной энергетики. Тем более если говорить о Казахстане, где сосредоточено 45% разведанных мировых запасов урана.

– Что помимо дешевой электроэнергии может дать развитие атомных технологий?

– Сейчас качество жизни зависит от того, насколько в стране развиты высокие технологии. А еще – от специалистов, которые будут нужны, если Казахстан решит развивать ядерные технологии.

Уровень подготовки этих специалистов перейдет потом в качество в любой области технологий. Потому что люди, которые получили образование в сфере ядерной физики, не все же уйдут в науку. Большинство из них станут работать на предприятиях, связанных с мирным атомом.

К примеру, на Западе наука устроена так, что после защиты диссертации только 10% граждан получают постоянную работу в НИИ или вузах, где становятся профессорами. Куда деваются 90% остальных защитившихся? Пополняют промышленный сектор высоких технологий: начиная от банков, сферы создания искусственного интеллекта, обработки больших данных до электронной промышленности. Поэтому надо создать необходимый базис, чтобы происходил обмен между высокими технологиями и фундаментальной наукой.

Образование, которое получают люди в этой области, отражается на всем индустриальном и образовательном секторе. Мне кажется, в данном смысле у Казахстана наи­лучшие условия по сравнению с другими странами, у которых нет ни редкоземельных ископаемых, ни урановых руд.

Тем более что у ядерных технологий есть смежные высокотехнологичные отрасли, такие как ядерная медицина, производство радиоактивных и нуклидных препаратов для лечения онкологических заболеваний...

– То есть развитие ядерной энергетики ведет и к развитию прикладных видов использования научного и технологического потенциала?

– В институтах ядерной физики, как правило, всегда работают специалисты по ускорительной технике. Кроме фундаментальной науки есть еще и прикладная.
И одно из самых главных приложений, кроме радиационной терапии, – нуклидные фармацевтические препараты.

Проблема в том, что эти нуклиды должны иметь небольшой период полураспада: если вы вколете их человеку, он не должен ими всю жизнь «фонить», иначе погибнет. Условно каждые два-три часа излучение должно падать в два раза, и действие таким образом оказывается недолгим, чтобы остальные органы не затронуть. Значит, ускоритель для нуклидных лекарств должен располагаться рядом с большим городом.

В Алматы, в ИЯФ есть установки, на которых получают препараты для подобного рода терапий. Так вот, подготовка специалистов одна и та же – что для работников атомной промышленности, что для радиационной медицины.

Если уж развивать ядерные технологии, то попутно следует развивать и ядерную медицину. Это важно, ибо онкологические заболевания – бич. Кроме радионуклидного направления в ядерной медицине есть еще один смежный сектор – позитронно-электронные томографы.

Понадобятся специалисты, которые их строят, а есть те, кто занимается совершенствованием самих томографов, – и это все приложения ядерной физики и ядерных технологий. Там тоже нужны ученые-физики.

– На сегодняшний день многие страны отказываются от использования АЭС. Насколько это оправданный шаг как с точки зрения сохранения экологии, так и в плане развития промышленности?

– Если рассматривать мирное использование ядерных реакций и синтеза, то человечество уже научилось этими процессами управлять. К примеру, Франция генерирует 70% энергии на АЭС.

А вот Германия из-за радиофобии постаралась закрыть все АЭС, в том числе и исследовательские реакторы. Захотели стать «зеленой» страной, но... в данный момент у них практически вся энергетика базируется на углеводородах, которые сегодня очень дорогостоящие. Они покупают сжиженный газ, сжигают, и все равно огромное количество вредных веществ идет в атмосферу.

Если страна стремится выйти на новый уровень развития, без эффективной энергетики не обойтись. Высока вероятность того, что в скором времени мы Германию потеряем как мирового промышленного игрока, так же, как в свое время потеряли Италию. Там после Чернобыля закрыли свою атомную генерацию.

– Технологии не стоят на мес­те, и сейчас ученые работают над созданием термоядерных источников генерации элект­роэнергии. В чем будет их преимущество?

– В термоядерном источнике нет как таковых радиоактивных материалов, он использует примесь тяжелой воды, которой в мировом океане хватит на миллиард лет.

Дело в том, что и в атомных бомбах, и в атомных реакторах – большинство сил не ядерных, а электромагнитных. Об этом многие могли бы знать из школьной программы. Там используется кинетическая энергия «осколков» при делении ядра, а эти «осколки» разлетаются в основном из-за того, что ядра состоят из протонов и нейтронов.

Протоны имеют положительный заряд, поэтому и отталкиваются. То есть стоит разбить ядро, и его «осколки» разлетаются из-за того, что одинаковые заряды отталкиваются.

В то время, когда при определенных условиях под действием ядерных сил у вас сливаются два легких ядра в одно общее, происходит так называемый термоядерный синтез. Он называется «термо», потому что, если создать высокую температуру, реакции ядерного синтеза будут очень частыми, вы сможете получить положительный КПД.

При этом энергетический баланс при слиянии ядер примерно в тысячу раз больше, чем та энергия, которая выделяется при развале ядра. Получается, вы используете настоящие ядерные силы, а они в тысячу раз мощнее.

Поэтому термояд – потенциально мощнейший источник энергии. Но чтобы его «зажечь», тоже надо приложить усилия, нужно создать такие фантастические температуры, которые существуют в центре звезд.

– Насколько мы к этому приблизились?

– Есть мировой проект, его главные основатели – Россия и США, плюс присоединившиеся европейские страны, Япония. Этот проект территориально находится во Франции. В планах к 2050 году создать прототип, который будет давать КПД больше единицы.

Если ученые выполнят свою задачу, после можно будет делать промышленные термоядерные реакторы. На данный момент отдельные части установки работают, но еще надо их все «сложить». Основная проблема в том, как полученную в результате плазму удерживать. При таких запредельных температурах она может прожечь и расплавить все что угодно.

Чтобы плазма оставалась стабильной, нужно создать условия, чтобы она как можно меньше взаимодействовала с окружающей средой. Удерживать плазму можно магнитными полями – это идея еще советских ученых.

– Радиофобия – одна из основных проблем, которые мешают внедрению мирного атома в повседневную жизнь. Насколько опасно человеку работать и находиться в непосредственной близости от реактора?

– Есть радиоактивные материалы, которые не так концентрированы, как в уране. На поверхности земли всегда есть небольшая радиация. Плюс всегда из космоса прилетают частицы: протоны и так далее. Все это вместе создает так называемый естественный радиационный фон.

Так вот, радиационный фон от реактора во много раз ниже, чем естественный фон. То есть работа на АЭС никак не должна сказываться на здоровье.

Другое дело, что такие аварии, какие произошли в Чернобыле или на Фокусиме, вообще не должны случаться. Процент нештатных ситуаций на современных АЭС должен быть не каким-то минимальным, а нулевым. И в принципе, это возможно уже сейчас. Автоматика и дублирование контроля на станциях имеют максимально возможную степень защиты.