2020, 12-13
   

Сотня атомных лет

22.01.2013

Сотня атомных лет

О том, чем жили, живут и будут жить атомная физика и энергетика в мире и в Украине. О том, над чем работали и работают украинские физики-ядерщики, есть ли сегодня реальная альтернатива мирному атому и будет ли она через столетие, рассказывает доктор физико-математических наук, создатель и многолетний руководитель (с 1993 по 2011 год) Государственного научно-инженерного центра систем контроля и аварийного реагирования, заместитель директора компании «АЭСкар» Людвиг Литвинский.

Наиболее важной датой в истории физики твердого тела является 8 июня 1912 года. В этот день в Баварской академии наук в Мюнхене слушался доклад «Интерференция рентгеновских лучей». В первой части доклада немецкий физик, будущий лауреат Нобелевской премии Макс фон Лауэ выступил с изложением элементарной теории дифракции рентгеновских лучей на периодическом атомном ряду. Во второй части доклада Вальтер Фридрих и Пауль Книппин сообщили о первых экспериментальных наблюдениях дифракции рентгеновских лучей в кристаллах. Эта работа показала, что рентгеновские лучи являются волнами, а кристаллы состоят из периодических рядов атомов. Этот день принято считать днем рождения современной физики твердого тела, которая дала старт формированию электроники, материаловедению и получению новых материалов: композитов и наноструктур, квазикристаллов и аморфных твердых тел.

Параллельно в 1912 году в Копенгагене другой известнейший физик, тоже лауреат Нобелевской премии, Нильс Бор завершал работу над моделью атома (он опубликовал ее годом позже). В 1913-м была создана усовершенствованная рентгеновская трубка и первая модель счетчика Гейгера, способного измерять радиоактивность.

И вот прошло сто лет, мир пережил несколько аварий на атомных электростанциях, а дискуссии об использовании мирного атома не прекращаются. Не остается в стороне и Украина, где у истории атомной энергетики, как у медали, есть две стороны: Чернобыль и успешная эксплуатация 15 атомных водо-водяных энергетических реакторов и трех исследовательских (в Киеве, Севастополе и Харькове).

— Какие перспективные научные направления в ядерной физике разрабатываются сейчас в Украине? Или девяностые подкосили эту сферу?

— Есть целый пласт задач по фундаментальной физике, по спектроскопии. На действующем исследовательском реакторе в Киеве, в Институте ядерных исследований, была пара уникальных установок, лучших в мире по состоянию на момент распада СССР. Да, 1990-е нас затормозили: не было финансирования, не было возможности проводить работы, хотя они были весьма и весьма востребованы в мире. Это — нейтронная физика и ядерная спектроскопия.

«Мы оперируем временем принятия решений для оператора АЭС в десятки секунд. А идеалом являются даже не часы, а сутки»

Отдельная тема — ядерная астрофизика. Там неопределенностей больше, чем известных параметров. Начиная от возраста Вселенной и заканчивая современными моделями взрывов звезд. В этом направлении ведутся работы и в киевском Институте ядерных исследований, и в Национальном научном центре «Харьковский физико-технологический институт» (ХФТИ).

Перспективно также радиационное материаловедение, в том числе для создания ядерного топлива.

— На какие направления исследований в области реакторных технологий стоит обратить внимание уже сегодня?

— Сегодня и российские, и западные проекты сконцентрированы на эволюционных реакторах, которые мало что изменяют в существующих подходах. А есть инновационные модели реакторов более далекой перспективы. Скажем, гомогенные реакторы (в качестве ядерного топлива в них используется однородная жидкость, например, расплав, содержащая делящийся изотоп урана; в современных реакторах топливо твердое. — «Эксперт»). Это то, что может быть реализовано на следующем этапе. И может оказаться, что такие реакторы гораздо более эффективны, чем нынешние. С физической точки зрения это уже очевидно, но по уровню технологической, инженерной проработки они на порядок, на два отстают от эволюционных проектов.

— Возможность эксплуатации таких типов реакторов сегодня звучит как фантастика.

— Это не фантастика. Наличие научной инфраструктуры будет автоматически двигать эти проекты. Если со временем мы не откажемся вообще от ядерной генерации. Именно поэтому я считаю, что современные реакторы — не лучшее решение. Ведь они, если не брать в расчет технологию CANDU (там в качестве топлива используется природный уран без обогащения, а в качестве замедлителя — тяжелая вода. — «Эксперт»), заставляют нас двигаться по лезвию бритвы. Мы оперируем временем принятия решений для оператора АЭС в десятки секунд. А идеалом являются даже не часы, а сутки.

Мечта о термояде

— Время от времени первые лица заявляют об участии Украины в проекте ITER — международного экспериментального термоядерного реактора, в котором принимают участие ЕС, США, Япония, Россия, Индия, Китай и Южная Корея. Каково ваше мнение по поводу перспектив термоядерного синтеза?

— Когда я семнадцатилетним мальчишкой поступал в университет на кафедру ядерной физики, то слышал, что еще пять-семь лет — и прототип будет реализован. Когда я окончил университет и поступал в аспирантуру, говорили, что еще пять-семь лет — и прообраз термояда появится. Когда я бросил заниматься фундаментальной ядерной физикой и перешел в атомную энергетику, мне называли те же сроки.

— Но прогресс вроде есть, разработчики утверждают, что еще лет десять — и…

— На мой взгляд, речь не может идти о десяти годах. Если всё будет успешно развиваться — будет найден путь по так называемому теплому синтезу (слияние ядер при температуре чуть более тысячи градусов; при взрыве водородной бомбы синтез, то есть термоядерная реакция, идет при миллионах градусов. — «Эксперт»). Если такой прорыв состоится, то для промышленной разработки потребуется как минимум двадцать лет.

Бесспорно, синтез будет реализован, уж больно привлекательна сама по себе идея, энергетически и экологически она несопоставимо выгоднее, чем реакция деления (см. «Термоядерный век»). Вопрос — когда.

Самое интересное, что Украина тоже участвует в этом направлении. Здесь работают наши теоретики. У нас достаточно сильная школа, которая занималась вопросами синтеза, — это киевский Институт ядерных исследований. Участвовать в таких проектах, вне зависимости от сроков их реализации, есть смысл по одной простой причине — это развитие национального интеллекта, развитие специалистов.

— А другие направления международного сотрудничества у украинской ядерной науки есть?

— Наиболее яркий пример по ядерной энергетике — это фундаментальные исследования по безнейтринному распаду. Особый интерес представляет безнейтринный двойной бета-распад. Есть ядра, которые стабильны, но энергетически не запрещен их распад на другие стабильные ядра. Там всё измеряется в эквиваленте периоду полураспада или времени жизни, которые гораздо больше возраста Вселенной. У нас возраст Вселенной 1010 лет, а сейчас исследуются периоды на уровне 1020 лет.

Эти фундаментальные исследования дают нам выход на нетрадиционную физику высоких энергий. Речь идет о тех частицах, для обнаружения которых за сумасшедшие деньги построен ЦЕРНовский ускоритель (адронный коллайдер. — «Эксперт»).

На самом деле эту проблему можно решить гораздо менее затратно другим способом, обнаружив те мезоны (класс элементарных частиц. — «Эксперт»), которые не так просто найти на обычных ускорителях, даже ускорителях на встречных пучках. Это фундаментальная ядерная физика, причем очень глубокая ее часть — свойства пространства, свойства элементарных частиц.

Я знаю, что в ХФТИ есть серьезные наработки. Там люди занимаются заряженными частицами. ХФТИ много лет ведет и корпуса реакторов, и радиационное материаловедение. Это и анализ металла, и ядерное топливо, причем не только и не столько для ВВЭРов, сколько перспективные и альтернативные виды. Харьковчане традиционно входили в круг тех институтов, которые еще со времен СССР занимались перспективными ядерными реакторами не завтрашнего дня, а послезавтрашнего.

— А кооперация по разработкам в нейтронной физике (занимается изучением строения вещества с помощью зондирования его нейтронами, а также исследованием самих нейтронов) у нас есть?

— Была. Школа нейтронной физики в Украине если не умерла, то при смерти. Отсутствие в 1990-х годах финансирования привело к тому, что старики ушли, а молодежь так и не пришла. Единицы специалистов, которые были, просто рассеялись и занимаются кто чем.

— А что государство?

— Сейчас какое-то финансирование на науку появилось. Но если ты уже один раз утратил школу, ее очень трудно или почти невозможно восстановить.

Вместо и вместе с атомом

— Вы упомянули почти фантастические направления исследований. Какое из них, по вашему мнению, может прийти на смену атомной энергетике?

— Скорее всего — и это не близкая перспектива, но обозримая, — будут обнаружены альтернативные методы транспортировки энергии и/или ее накопления. Пока нет дешевых способов беспроводной транспортировки. И нет недорогих аккумуляторов большой емкости. А когда их стоимость будет экономически выгодна, появится очень простое решение — размещаете сеть тонкопленочных солнечных батарей в космосе и транспортируете дешевую энергию на Землю.

— Но это тоже технология двойного назначения? Такая транспортировка сможет переносить не только мирную энергию, но и разрушающие энергетические заряды?

— Я привел фантастическую идею. Хотя, действительно, ее можно реализовать не только в энергетике, но и для создания оружия. Но тут я, пожалуй, оптимист. Потому что в течение как минимум 20 тысяч лет, а по последним исследованиям, и ста тысяч, человечество себя старательно уничтожало, и ничего, живем.

— Если говорить об атоме, сложно не вспомнить Чернобыль. Есть ли перспективы у территории или это уже мертвая зона? С одной стороны, здесь Украина может решать проблему отходов, с другой — природа там прекрасно восстановилась.

— Что касается тридцатикилометровой зоны, то ее из особого статуса, в общем-то, уже можно выводить. У меня дача на этой территории, я живу там всё лето. Нормально.

А «десятка» (десятикилометровая зона. — «Эксперт») не восстановилась, и она не будет реанимирована еще столетие. Было бы глупо не использовать ее под потенциально грязную технологию. Мне, кажется, что все новые объекты имеет смысл строить там. Это касается и исследовательского реактора, и завода по топливу, и хранилищ радиоактивных отходов, и отработавшего ядерного топлива. А может, и новых энергоблоков.

— А угрозы?

— Если в реакторе может произойти ядерная авария, то максимум, что может случиться в хранилище — радиационная авария. А это другие масштабы. Накопленный опыт по сухим хранилищам говорит о том, что там авария, подобная Фукусиме или Чернобылю, принципиально невозможна. Поэтому она может быть локализована в пределах «десятки».

Та же история, что и с объектом «Укрытие-2». Когда меня спрашивают, какое решение лучшее, я говорю: «Пусть ”Укрытие” рушится. Пыль за ”десятку” не выйдет, разлетится на два километра. При самых худших погодных условиях — аж на восемь. При том количестве денег, которые туда вложены, и том количестве шума, который поднимается с нулевыми результатами, это было бы оптимальным решением. Это же касается и нового проекта ”Арка”».

Реальному риску подвергается персонал Чернобыльской атомной станции. Уберите его, выгрузите полностью отработавшее ядерное топливо — и всё. Больше никакой угрозы ни для кого нет.

— А грунтовые воды? Ведь это стандартный козырь алармистов.

— Ну, загрязняются грунтовые воды в радиусе 500 метров. Тысяча метров — через сто лет.

— То есть до Днепра не дойдут?

— Нет. И так есть чему доходить. Повторюсь, единственная серьезная, действительно серьезная угроза — это угроза персоналу. Но ее надо было ликвидировать еще в 1990-х годах, потому что они уже четверть века под Богом ходят.

Источник: http://www.expert.ua/articles/12/0/10999/

Читайте також:

11.03.2020
 «Не складаємо зброї! Діємо єдино!»
«Не складаємо зброї! Діємо єдино!»
Голова СПО об’єднань профспілок, Голова ФПУ Григорій Осовий прокоментував відкликання з парламенту законопроєкту про працю № 2708 у...
06.03.2020
Утримати атом, або Хто очолить «Енергоатом»?
Утримати атом, або Хто очолить «Енергоатом»?
Державне підприємство «Національна атомна енергогенеруюча компанія «Енергоатом» — під яким кутом на цю назву не дивись, а думка про...
05.03.2020
ООН раскритиковали украинское правительство
ООН раскритиковали украинское правительство
Законотворческие инициативы Комитета ВР по вопросам социальной политики и Министерства экономики Украины в сфере трудового законодательства и профсоюзной деятельности...
03.03.2020
На ЮУАЕС обговорили ринок допоміжних послуг
На ЮУАЕС обговорили ринок допоміжних послуг
На майданчику Южно-Української АЕС 27 лютого під головуванням керівника Дирекції з інвестицій і перспективного розвитку ДП «НАЕК «Енергоатом» Тетяни...
останні публікації
02.04.2020
ЮУАЕС місячний план виконала на 100,2%
Внесок Южно-Української АЕС у загальний місячний виробіток енергокомплексу склав 2 млрд 111 млн 500 тис. кВт-год, Ташлицької ГАЕС –...
02.04.2020
Запобігання COVID-19 у зоні відчуження
На нараді розглядалися питання організації відповідних заходів, проведення оперативних дій, спрямованих на недопущення занесення і поширення коронавірусної інфекції COVID-19...
01.04.2020
Атомпрофспілка нагадує владі про закони
Атомпрофспілка звертає увагу на те, що кваліфікаційні вимоги до керівника оператора українських АЕС були прийняті після аналізу причин аварії...
01.04.2020
Опитування для оцінки впливу пандемії
Опитування для оцінки впливу пандемії на діяльність громадянського суспільства...
31.03.2020
100% зарплати, досягнутих профспілками
Працівники в Європі, які постраждалі від кризи, спричиненою пандемією коронавірусу, й надалі отримуватимуть до 100% своєї звичайної заробітної плати...