— Владимир Григорьевич, мы с вами беседуем в очередную годовщину трагедии на Чернобыльской АЭС (26 апреля 1986 года). Какие фундаментальные причины привели к этой трагедии?
— Самая главная причина — это человеческий фактор, непонимание особенностей «физики» реактора на малой мощности физиками, ошибки конструкторов, приведение к неэффективности аварийной защиты и, наконец, ошибки персонала, который проводил эксперимент.
Эксперимент осуществлялся в наиболее опасном состоянии реактора (РБМК-1000. — RT) на мощности порядка 10% от максимальной. На этом уровне мощности в реакторе резко меняется плотность теплоносителя и, как следствие, реактивность.
Целью эксперимента в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года была попытка использовать кинетическую энергию турбин для аварийного обеспечения систем безопасности. Работники станции сначала снизили, а потом пытались поднять мощность реактора, отключив в нарушение всех правил системы автоматической защиты.
Реактор был введён в нестабильное состояние, а сам эксперимент закончился взрывом. Но это был совсем не ядерный взрыв. Мощность была эквивалентна примерно 9—10 т в тротиловом эквиваленте. Для сравнения: в Хиросиме и Нагасаки в августе 1945 года произошли взрывы мощностью в десятки тысяч тонн в тротиловом эквиваленте.
В процессе расследования причин катастрофы было доказано, что уран-графитовые реакторы РБМК-1000 могут безопасно работать. Да, у реактора были определённые технические недостатки. В частности, это система аварийной защиты. Дефект заключался в том, что стрежни аварийной защиты долго входили в реактор (полное время — примерно 19 секунд) и имели конструктивные дефекты. Сегодня на РБМК-1000 установлена быстрая аварийная защита и устранены недостатки старой.
— А что можете сказать про систему управления РБМК-1000 в 1980-е годы? Атомщики, которые с ней сталкивались, жаловались, что она была очень сложной. Работа была чрезвычайно напряжённой, требовала неимоверных усилий.
— Да, в начале эксплуатации РБМК-1000 система управления действительно была очень сложной. Работу оператора можно было сравнивать с непрестанной игрой на пианино, и так в течение всей смены. Но сейчас на современных РБМК-1000 таких проблем, конечно же, нет.
— В целом насколько сильно за более чем три десятка лет изменилась атомная энергетика в нашей стране в плане безопасности и энергоэффективности?
— После аварии на ЧАЭС был проведён глобальный анализ всей ситуации в атомной отрасли. Уроки Чернобыля были усвоены сполна. Значительно расширилась база знаний о процессах и явлениях, на основе которой были разработаны детальные расчётные коды. Появились жёсткие стандарты безопасности и качественно новые технические средства их обеспечения. На значительно более высокий уровень поднялась и квалификация персонала.
Например, современные системы управления энергоблоками отличаются высокой степенью автоматизации и имеют «защиту от дурака», то есть страхуют инженеров от ошибочных некорректных действий.
Вошло в обиход такое понятие, как «управление аварией». На ЧАЭС катастрофа произошла в считаные секунды. Управлять такой аварией невозможно, она должна быть исключена физикой реактора. Для аварий с потерей охлаждения ситуация другая. Такие аварийные ситуации должны находиться под полным контролем оператора.
Если говорить о системе безопасности на современных российских АЭС, то они все многоуровневые. Причём каждый барьер безопасности является в буквальном смысле последним рубежом обороны.
Новейшие российские атомные станции способны выдержать прямое попадание самолёта и землетрясение силой до 8—9 баллов, а все АЭС, построенные во времена СССР, прошли глубокую модернизацию.
Важно и то, что в России информация о состоянии каждого энергоблока в режиме реального времени передаётся в отраслевой ситуационно-кризисный центр, в МЧС и другие организации.
— В России РБМК-1000 постепенно вытесняются водо-водяными реакторами ВВЭР-1200, которые также активно идут на экспорт (Турция, Белоруссия, Венгрия, Китай, Бангладеш). Есть и другие водо-водяные реакторы (ВВЭР-1000, ВВЭР-440) с меньшей мощностью. Насколько я понимаю, у них совершенно иной принцип работы. В чём заключаются главные преимущества ВВЭР-1200 перед РБМК-1000? Можно ли говорить, что он и более компактный, и более безопасный, и более простой в управлении?
— Да, можно. ВВЭР-1200 относится к поколению III+. Это принципиально иной реактор. В технологии ВВЭР используется двухконтурная ядерная паропроизводящая корпусная установка с реактором на тепловых нейтронах. Теплоносителем и замедлителем является обычная вода под давлением.
Данный тип реактора является сейчас доминирующим в мире. За рубежом он называется Pressure Water Reactor (PWR). В смысле физики это одна и та же установка, однако между российским, французским и американским, конечно же, есть различия, в том числе качественные.
В частности, отечественный ВВЭР превосходит западные образцы в плане материалов оболочек твэлов (тепловыделяющихся элементов), причём если сравнивать с продукцией Westinghouse, то качество российских материалов существенно лучше. Ранее на одной из шведских АЭС одновременно работала российская топливная сборка, французская сборка и сборка Westinghouse. По итогам эксплуатации наша сборка показала несравненно более высокие результаты.
Важно и то, что в мире накоплен очень большой опыт эксплуатации водо-водяных реакторов. Это единая база знаний, позволяющая говорить только об остаточном риске аварий на таких АЭС. Фактически мы гарантируем, что в случае сбоев и других нештатных ситуаций никакой опасности для персонала и населения не возникнет.
Кстати, с конца 1980-х годов мы достаточно тесно сотрудничали с западными коллегами. Плодами этих совместных работ стала разработка системы водородной безопасности, системы пассивного отвода тепла ядерного реактора к конечному поглотителю и так называемой ловушки расплава — конструкции для локализации расплава активной зоны ядерного реактора. Она обеспечивает изоляцию фундамента от расплава, подкритичность и охлаждение расплава.
ВВЭР-1200 были доработаны с учётом «постфукусимских» требований. Вероятность возникновения на нашем водо-водяном реакторе ситуации, которая была на «Фукусиме», примерно такая же, как попадание метеорита в человека.
Наш ВВЭР продолжает эволюционировать. Сейчас в нём применяется борное регулирование, когда в первом контуре находится смесь воды и борной кислоты. Но сейчас мы разрабатываем более совершенный водо-водяной реактор со спектральным регулированием. Это совершенно новое слово в атомной энергетике. Если наши расчёты окажутся верными, то наш улучшенный ВВЭР станет первым в мире реактором IV поколения.
В целом в атомной энергетике России предстоит решить ещё много задач. Главной является перевод ядерно-энергетической системы страны на замкнутый топливный цикл, который позволит ввести в ядерный цикл уран-238 (U-238) и перевести ядерное топливо в разряд возобновляемого топлива, как солнце и ветер.
— Не могу не спросить и про реакторы на быстрых нейтронах (БН). Эта технология вроде бы тоже не нова — например, с 1980 года на быстрых нейтронах работает Белоярская АЭС в Свердловской области. Однако «Росатом» совершенствует данный типа реакторов. Сейчас реализуется проект «Прорыв» — это так называемый быстрый реактор БРЕСТ, станция под который уже строится в Северске (Томская область). В чём его отличие от прежних реакторов на БН? Насколько он будет эффективен?
— Стратегия развития атомной энергетики России заключается в том, чтобы к концу XXI века сформировать двухкомпонентную ядерную структуру. Первый компонент — это реакторы на тепловых нейтронах, второй — на быстрых нейтронах.
Россия — пока единственная в мире страна, которая имеет два работающих «быстрых» энергетических реактора (БН-600 и БН-800). Сейчас через все референции прошёл проект реактора БН-1200 с натриевым теплоносителем и строится аппарат малой мощности БРЕСТ (БРЕСТ-ОД-300) со свинцовым теплоносителем.
Вообще у БРЕСТ очень хорошая «физика». Энергоблок будет построен ориентировочно в 2027—2028 годах. Ещё пять лет он будет находиться в режиме опытной эксплуатации, в ходе которой будут проверены заявленные при проектировании потребительские качества.
На сегодняшний день со всей уверенностью могу сказать, что будущее атомной энергетики без «быстрых» реакторов представить невозможно. Да, пока реакторы на тепловых нейтронах дешевле в постройке и эксплуатации — главным образом в силу отработанных технологических решений. Но существует вероятность, что ситуация изменится в пользу реакторов быстрых нейтронов.
Специфика атомной энергетики состоит в том, что инвестиции носят долгосрочный характер, их положительный эффект ощущается спустя десятилетия.
— В заключение хотелось бы узнать ваше мнение о будущем атомной энергетики. После аварии на ЧАЭС и «Фукусиме» наблюдаются разнонаправленные тенденции. В ряде развитых стран под давлением экологов и так называемых общественников отказ от атома стал трендом. В этом лагере оказалась Германия, хотя соседняя Франция и не думает закрывать АЭС, а ещё один сосед ФРГ — Польша — рвётся построить новую АЭС. Что, на ваш взгляд, происходит и какая роль в сфере мирного атома уготована России, учитывая нынешние политические обстоятельства?
— История отчётливо показывает, что колебания общественных настроений, обострение международных отношений и санкции часто оказывают отрицательное влияние на развитие атомной энергетики. С другой стороны, она никогда и не развивалась линейно, всегда были спады и подъёмы.
Вполне возможно, что в нынешних обстоятельствах срок реализации каких-то проектов сдвинется вправо, может быть, часть строек будет приостановлена из-за нарушения логистических цепочек и отказа от поставок того или иного оборудования.
Но, поймите, это субъективные недолговременные факторы. РФ является обладательницей всей технологической цепочки, необходимой для проектирования, строительства и обслуживания АЭС. Поэтому мой прогноз относительно будущего атомной энергетики в нашей стране и в мире положительный.
Что касается будущего мирного атома, то мы видим, что на Западе ещё сохраняют влияние силы, выступающие категорически против атомной генерации. Однако прошлый год и прошедшая зима показали, как «хорошо» европейские страны могут жить за счёт возобновляемых источников энергии (ВЭИ).
Ветряки и солнечные батареи — это хорошее решение, но исключительно в региональном масштабе. Я думаю, что в условиях энергетического кризиса и нехватки углеводородов разумные люди в Европе будут проводить политику с опорой на развитие атомной генерации, и та же Германия, не удивлюсь, если восстановит работу пары энергоблоков.
Сейчас развитие атомной энергетики фактически замкнуто на производстве электричества. По-прежнему слабо развиты такие направления, как выработка низкопотенциального тепла (для обогрева домов), высокопотенциального тепла (для получения водорода) и опреснителя морской воды. Несомненно, что в перспективе эти направления получат стимул для развития.