Знание-сила, 2001 №06 (888)

Трудности усугубляются еще и тем, что все большее количество энергии – и как раз в бедных густонаселенных странах – требуется для очистки и опреснения воды. В настоящее время 20 процентов населения Земли пьет заведомо вредную для здоровья воду, 50 процентов (каждый второй житель Земли!) использует плохо очищенную воду низкого качества. Пресной, пригодной для питья воды на Земле всего лишь 2,5 процента, да и та в основном в виде уменьшающихся благодаря таянию ледников Гренландии и Антарктиды.

Таким образом, все говорит о том, что без атомной энергетики человечеству не обойтись. Вместе с тем надо прислушаться и к «зеленым»: атомная энергетика сопряжена с огромной опасностью. И вопрос в том, можно ли эту опасность устранить. Если – нет, то, несмотря на все ее достоинства, от атомной энергии придется отказаться.

Как шутят противники атомной энергии, использовать ее – это все равно как целоваться с тигром: удовольствия мало, а страху натерпишься!

Прежде всего, страх вызывает возможность атомного взрыва, поскольку всякий атомный реактор работает в режиме «на лезвии ножа». Имея в виду безопасность атомной энергетики, эту возможность рассматривают как проблем} № 1. Однако, как любил говорить Эйнштейн, не этот ботинок жмет. После Чернобыльской катастрофы атомные реакторы стали несравненно более надежными, и вероятность серьезной аварии с заражением окружающей среды крайне мала, хотя, как показала недавняя история нашей страны, абсолютной гарантии не дает даже хваленый страховой полис. Ни одна технология, понятно, не может быть безопасной «на все 100». Важно, чтобы были исключены крупные атомные аварии, а мелкие, локальные неполадки с быстро устраняемыми последствиями не страшны.

Основная «атомная опасность» кроется в крайне вредных для всего живого радиоактивных отходах атомного производства – в шлаках, накапливающихся в атомных реакторах и теряющих свою радиоактивность лишь через сотни тысяч и миллионы лет. Все это время шлаки должны оставаться надежно изолированными от окружающей среды, хотя за столь длительный период может произойти масса непрелвидеиных событий: землетрясения и сдвиги земной коры, падение крупного астероида, как это уже не раз случалось, и мало ли что еще! Достаточно перелистать страницы научно-фантастических романов или посмотреть пару-тройку футуристических фильмов, чтобы убедиться, как много разнообразных природных и социальных катаклизмов грозит безопасности таких хранилищ и вместе с тем, возможно, самому существованию нашей цивилизации. На Земле нет надежно изолированных областей, через грунтовые и поверхностные воды, через Мировой океан мы все вовлечены в единый кругооборот. Тут лишь вопрос времени, а миллионов лет для этого более чем достаточно.

В последнее время идут ожесточенные споры о том, можно ли ввозить для очистки от шлаков на наших заводах топливо из зарубежных атомных реакторов* Все дело в том, где будут сохраняться сепарированные шлаки. Если они будут возвращаться за рубеж, то против такого весьма выгодного в экономическом отношении бизнеса нет серьезных возражений. Иное дело, если шлаки будут оставаться в нашей стране, даже, казалось бы, в весьма удаленном районе, превращая его в потенциально опасную радиоактивную свалку. Тем более что стоимость эксплуатации и обеспечения безопасности «ядерных могильников» в течение миллионов лет (!!) превзойдет любую получаемую сегодня выгоду. Учитывая любовь политиков к так называемому расширенному толкованию соглашений, вопрос о сохранении сепарированных шлаков должен быть четко и однозначно прописан в государственном законе.

А нельзя ли каким-либо образом искусственно снизить радиоактивность атомных шлаков и тем самым вообще избавиться от долговременных радиационных «могильников»? Если к тому же удастся так изменить устройство атомных электростанций, чтобы они работали значительно ниже критического уровня «на острие ножа», это сделало бы атомную энергию гарантированно безопасной и планета на многие сотни и даже тысячи лет имела бы неиссякаемый источник энергии.

Оказывается, эта, с первого взгляда совершенно фантастическая задача вполне разрешима и, более того, близка к практическому осуществлению. Надежды физиков связаны с «промышленной алхимией» – переработкой долгоживущих радиоактивных изотопов в ядра с коротким временем жизни внутри так называемых электроядерных трансмутаторов.

Вообше говоря, перерабатывать долгоживущие радиоактивные атомные ядра в короткоживушие можно уже внутри самих атомных реакторов, подобрав такой режим их работы, когда основная часть нейтронов внутри атомного топлива обладает достаточно большой энергией для того, чтобы раскалывать наиболее опасные тяжелые изотопы ядерных шлаков на более легкие. К сожалению, различие между количеством образующихся и расщепляемых тяжелых шлаков невелико, и переработка уже накопленных нами шлаков займет, по-видимому, несколько сотен лет. К тому же, поскольку реакторы-трансмутаторы всегда работают «налезвии ножа», по- прежнему остается пугающая опасность крупных атомных аварий.

Однако, если через специальную щель внутри реактора ввести пучок движущихся с большими скоростями протонов или других частиц, они будут бомбардировать атомные ядра, вышибая из них дополнительные нейтроны, и тогда реактор, получив такую «подсветку», сможет работать значительно ниже «острия ножа» – в безопасном режиме. Ему не нужно соблюдать строгий баланс рождающихся и поглошаемых нейтронов – недостаток покрывается пучком бомбардирующих частиц из расположенного рядом ускорителя. Реактор не способен взорваться.

Он может работать с большой примесью радиоактивных шлаков, которые расщепляются нейтронами, превращаясь (трансмутируя) в более легкие ядра, радиоактивность которых спадает за сравнительно короткий отрезок времени. «Могильники» становятся ненужными.

Гибридная система «ускоритель плюс безопасный реактор», который в силу недогрузки ядерным горючим никогда, ни при каких условиях не может «сорваться» в режим самоускоряюшейся цепной реакции, будет производить большое количество энергии и одновременно уничтожать, трансмутировать свои радиоактивные отходы. Более того, такая система может переработать и уже накопленные радиоактивные шлаки.

Впервые идея электроядерных трансмутаторов была независимо (в условиях глубокой секретности!) выдвинута американским физиком Лоуренсом и российским академиком Семеновым. Экспериментально идея была подтверждена в начале пятидесятых годов на ускорителе в подмосковном (в то время тоже секретном, известном лишь небольшому числу людей) городе физиков Дубне. Это сделата группа ученых во главе с недавно умершим академиком В. Гольданским – в то время молодым, веселым научным сотрудником. Там же, в Дубне, была создана первая математическая модель трансмутатора, позволившая заменить трудные и дорогостоящие опыты на ускорителях математическим экспериментом на ЭВМ.