Boriss Alestar - Россия и ядерная энергетика

На той неделе и в начале этой СМИ и даже сам Владимир Владимирович Путин заговорили о нарушении американцами условий соглашения СОУП - Соглашения Об Утилизации Плутония, подписанного США и РФ в 2000 году. Но сообщения эти были настолько краткими, сжатыми, что понять из них, о чем именно идет речь, далеко не просто. Сделаю скромную попытку растолковать, что там к чему.

Начнем с “детского” вопроса: кто такой этот плутоний? Элемент с порядковым номером 94 в таблице Менделеева, то есть - трансурановый (более тяжелый, чем уран, у которого порядковый номер - 92). В природе плутония настолько минимальное количество, что никакого обогащение никаких руд результата не даст. А зачем этот плутоний вообще нужен? Дело в том, что один из его изотопов - плутоний-239, делится быстрее, чем уран, энергии дает больше. Ну, или по простому - взрывается он мощнее, чем уран, а воякам что - чем круче “ба-бах”, тем лучше...

Первые порции плутония создавали на ускорителях - дорогое удовольствие, но, как показал эксперимент над Нагасаки, оно того стоило. Да и первый в истории атомный взрыв - 16.07.1945 близ городка Аламогордо, что в Нью-Мексико, был взрывом именно плутониевой бомбы.

Да, я, безусловно, прошу прощения у всех, кого дальнейший текст покоробит: слово “совесть” в этой заметке отсутствует напрочь.

Через месяц эксперименты были успешно продолжены. Над Хиросимой рванул урановый “Малыш”, над Нагасаки - плутониевый “Толстяк”. Сравнение результатов было явно в пользу плутония. Дело в том, что при атомном взрыве заряд разлетается со скоростью порядка 1000 км/с, потому заряд не весь успевает сдетонировать. ПИчалька. В “Малыше” взорвалось всего 1,4% урана-235, а вот в “Тостяке” успешно сработали 20% плутония-238. Результат получился просто замечательный: 70 тысяч трупов сразу, 100 тысяч инвалидов. Прелестно, не так ли?..

Военным понравилось - физики взяли под козырек. Были разработаны и созданы специальные “плутониевые” реакторы: уран в них горел так, чтобы на выходе получилось максимальное количество плутония.

К началу 90-х, когда это оружейное безумие остановили, США успели накопить 103 тонны плутония, СССР - 170 тонн. Уразуметь, что это количество для планеты Земля и для людей, несколько цифр. На двоих - 273 тонны. Плутония-239 в “Толстяке” было ... 6,4 кг. КИЛОГРАММА. На двоих - 18 750 “малышей” по 120-130 тысяч смертей в каждой. Это - не учитывая того, что бомбы более поздних поколений были намного эффективнее. Даже в технологиях 1945 года на складах лежало 2,5 миллиарда смертей. Это - не считая оружейного урана-235. “Многовато” - подумали большие политики, и результатом этой мысли и стало СОУП 2000-го года. По 34 тонны с носа - на треть. И - остановка специализированных “плутониевых” реакторов.

Ну, а что делать с этими тоннами? Период полураспада у плутония-239 - 24 тысячи лет. Закопал в землю тонну, 24 тысячи лет подождал - осталось полтонны. Нормально? Вряд ли. За 24 000 лет в любой момент выкопай - и клепай “малышей”. Никакие химические реакции не помогут - поливай ты его кислотой или не поливай. Замешать в тонны мусора? Человек так устроен: что сам поломал, то и починит. Потому и договорились именно сжечь - сжечь в атомных реакторах.Надеюсь, что пока было понятно? Теперь придется понять, что горит в атомных реакторах и что нужно, чтобы спалить там и плутоний-239. Основной тип атомных реакторов - так называемый “водный”. Вот бочка с урановыми стержнями, вот в ней атомный “пожар” с температурой от 400 до 630 градусов. Толку с того, кроме как погреться - никакого. Тепло надо “забрать” и как-то по умному использовать. Вокруг бочки запускают, грубо говоря, “змеевик” с водой, ее и прокачивают насосами. Пришла холодная, “мотнулась” вокруг бочки, ушла горячая. Чтобы не испарилась - воду гоняют под серьезным давлением. Что будет, если в бочку вместо урана напихать того самого плутония-239? Да ничего хорошего: температура горения будет настолько высока, что водой ее “снять” уже просто невозможно - разорвет трубки и все тут.

Где выход?

Правильно догадались: выход - в тех самых реакторах на быстрых нейтронах. “Быстрый” - это и есть “более горячий”, поскольку в атомной физике температура и энергия - одно и то же. Чем быстрее мечется атом - тем выше у него температура, грубо говоря. Аббревиатура “БН” - не только “быстрые нейтроны”, но и “быстрый, натриевый”. В “змеевике” в нем крутится не вода, а жидкий натрий. Натрий плавится при 97 градусах, кипит - при 880 градусах. Логично, что он может утащить на себе бОльшую температуру, да и давление в “змеевике” такое большое, как в случае с водой, не потребуется. Но всплывает другая беда: при соединении с кислородом в воздухе жидкий натрий горит со страшной силой: любая утечка и полный трындец.

Но великая страна Америка такой реактор делать умеет, едрен-батон! Экспериментальный. Маленький. Еще Франция умеет. Маленький. Экспериментальный. Американский - сгорел. Французский - сгорел. Японцы попробовали, но в 2010 у них сорвалась труба с топливом и тупо утонула в натрии, а там еще и Фукусима стряслась - свернули и забыли, и забили.

А что там (то есть тут) ватники в валенках? Ужос с ними, ужос-ужос. В СССР ведь иностранные газеты было не достать, не почитать - вот ватники и не знали ни черта. Работали и работали. На экспериментальном натриевом технологии отработали. В 1980 в Белоярске промышленный построили - БН-600. Ни аварий, ни пожаров... Вот только что БН-800 в сеть воткнули - работает и работает. Дикари. Бензоколонка. Нигде в мире нет - а тут работает. Ужос.

Возвращаемся к плутонию. Делать топливный стержень целиком из плутония-239 - не вариант, рвануть может. Было разработано так называемое МОКС-топливо: смесь урана и плутония. МОКС топливо даже на “водных” реакторах жечь можно. Ну, если МАГАТЭ разрешит, даст отдельную лицензию. Тогда можно половину стержней обычных ставить, а половину - с МОКС-топливом. В Европе 40 реакторов такие лицензии уже получили - в Бельгии, во Франции с Германией. А в Штатах? А в Штатах - нуль. Не получаецца. А в России? А ватникам лицензия ваще не нужна! У ватников - БН-600, теперь еще и БН-800, которые только под МОКС-топливо и рассчитаны. Дикари...

Производство МОКС-топлива, повторюсь, разработано. Разработано - теоретически. А практически надо бы завод построить, не так ли?

Штаты и начали его у себя строить, в 2008 году приступили. Россия, само собой, мирно дремала - куды ей, лапотной! В 2012 очнулась - тоже начала, в Железногорске. Американцы работали серьезно - работа большая, денег не жалко. К 2015 году 7,7 млрд потратили - серьезные парни. А лапотники? Ну, откуда у них столько денюх? Наскребли кое-как 240 миллионов - и все, больше им папа Вова не дал.