Мирний атом: від розщеплення до приручення

Мирний атом: від розщеплення до приручення

Кожної третьої суботи травня в Україні відзначають День науки. Як ніде в іншій сфері діяльності, наука присутня в атомній енергетиці. Про «мирний атом», простими словами про складні не для фахівця речі, - в інтерв’ю з доктором фізико-математичних наук, експертом у сфері атомної енергетики Людвигом Литвинським.

Людвиг Литвинський з 1982 до 1996 року працював  в Інституті ядерних досліджень НАНУ. З 1996 до 2011 року – організатор та директор Державного науково-інженерного центру систем контролю та аварійного реагування (ДНІЦСКАР); від 2011 року – ТОВ «АЕСКАР» (Київ).

– Людвігу Леонідовичу, з чого почалася ера атомної енергетики?

– Зі зрозуміння вченими, що атом може ділитися. З цілої низки відкриттів: радіоактивності, радіоактивного розпаду, ділення ядер урану, під час якого виділяється багато внутрішньої ядерної енергії. Примусового ділення за допомогою нейтронів. Власне, це і зумовило можливість ланцюгової реакції, яка виявилася такою, якою можна керувати. Уперше керовану ланцюгову реакцію у великому масштабі було здійснено Фермі в реакторі у США. Власне, там і була напрацьована у достатній кількості перша речовина для створення першої атомної бомби з плутонію.

Але паралельно проводилися інші дослідження – отримання енергії.

–  В Україні початком атомної генерації зазвичай називають 1977 рік.

– Так, можна називати початком рік, коли був введений в експлуатацію перший енергоблок ЧАЕС. Але будівництво ЧАЕС розпочалось на початку 1970-х років, і історію можна рахувати від старту будівництва. Можна заглибитись ще далі. Перший реактор, фізичний пуск якого був здійснений в 1960 році, - це Київський дослідницький реактор. До речі, у Києві, в Інституті ядерних досліджень, було кілька унікальних установок, найкращих у світі станом на момент розпаду СРСР. Можна також відраховувати від 1938-1939 років, коли в ХФТІ наші вчені-ядерники займались спонтанним та примусовим діленням урану-235.

– Якщо говорити про керовану ланцюгову реакцію, не можу не згадати Чорнобиль, чому вона вийшла з-під контролю?

– Сама по собі реакція досить складно керована, бо керування необхідне досить швидке – у масштабі декількох, максимум десяток секунд. Трохи більше у важководних водо-водяних ядерних реакторах типу CANDU виробництва Канади, де як сповільнювач використовується важка вода.

Більш пришвидшене керування у легководних реакторах типу ВВЕР або РВПК (реактори великої потужності канальні). Але суть від цього не змінюється – це складний технологічний процес, щось на кшталт того, коли ви керуєте автомобілем, який рухається по прямій і можете розганятися до швидкості декілька сотень кілометрів, але якщо у вас попереду крутий поворот, швидкість стає критичною.

 – Використовуючи Вашу аналогію з автомобілем, швидкість була занадто високою?

– Справа не у швидкості,  виявився надзвичайно несподіваним поворот попереду – перехідні процеси. У перехідних процесах керувати настільки надійно, наскільки це можливо при стаціонарних процесах в атомних реакторах, набагато складніше. Потребувалося зупинити атомний реактор, але це завдання виявилося складним через суттєві технологічні помилки у самому проєкті реактора РВПК, який використовувався на ЧАЕС, і керування виявилося, скажімо так, некоректним. Не вдалося погасити ланцюгову реакцію, навпаки, відбувся розгін, як наслідок, серйозний тепловий вибух.

– Після аварії на ЧАЕС атомні реактори стали більш безпечними?

– Первинно реактори під тиском (ВВЕР) більш безпечні порівняно з канальними великої потужності (РВПК). Але після аварії, безумовно, тривало постійне підвищення безпеки. Цей процес триває і зараз. І сьогодні на діючих атомних електростанціях в Україні і в світі відбувається постійна модернізація саме з метою підвищення надійності керування технологічним процесом.

– Які наукові установи в Україні задіяні у підвищенні безпеки АЕС?

– Інститут ядерних досліджень, Харківський фізтех, провідні проєктні організації, такі як Київський «Енергопроект» та Харківський «Енергопроект». Ціла низка інших наукових інституцій та компаній, як українських так і міжнародних, що займаються упровадженням таких поліпшень. Ремонтні організації, які супроводжують експлуатацію атомних електростанцій.

– Атомна енергетика в Україні відіграє, особливо в умовах війни, принципову роль. Але атомні об’єкти мають обмежений ресурс, що робиться у цьому напрямі?

– Ми вже продовжили терміни експлуатації для всіх діючих енергоблоків, де на 20, де на 30 років. Вихідні проєкти передбачали лише 30 років. На сьогодні для більшості АЕС підтверджено можливість експлуатації протягом 60 років. Це суттєво принциповий крок з точки зору подальшого використання наявних потужностей. За декілька десятків років ті енергоблоки, які ми сьогодні маємо, мають бути заміщені, безумовно, технологічно більш новими, більш просунутими з точки зору безпеки об’єктами.

– Якого типу реактори найдоцільніше будувати в Україні?

– Водоводяні і легководяні під тиском – це оптимальний для України тип реакторів, досвід їх використання у нас досить великий. Перехід на альтернативні варіанти був би проблемним з точки зору наявності інфраструктури, яка забезпечує підготовку кадрів, обслуговування таких реакторів тощо. Зараз обговорюється для  ХАЕС 5/ 6 будівництво блоків типу ПВР,  західні аналоги тих, що є на наших діючих атомних електростанціях. Але це більш віддалена перспектива.

– Які шанси у нас для реакторів малої потужності?

–        Вони не особливо перспективні для України, оскільки у нас досить сконцентрована промисловість. Більш доцільне їх застосування в місцях, де споживання електроенергії лімітоване. Скажімо, для далекої півночі, у гірських місцевостях. Щодо реакторів на швидких нейтронах, Ви питали про перспективи, «доступні для огляду», вони у світі вже існують. Примітно, що для цих реакторів можливо використовувати природній уран або відпрацьоване ядерне паливо.

– Тобто, ВЯП до рф вивозити не треба, про що у 2022 році заявляв Міністр довкілля: «у рамках репарацій за вторгнення росії в Україну»?

– Це було би подарунком для рф. Ми вивозили  відпрацьоване ядерне паливо з українських АЕС на зберігання до росії, бо у нас не було ще ЦСВЯП у Зоні відчуження. ВЯП – це не відходи, а досить корисний і досить коштовний матеріал, який доцільно зберігати до моменту, коли будуть широко застосовуватись у світовій атомній енергетиці реактори на швидких нейтронах. І в Україні у майбутньому також.

Лілія Соколова