Автор: Парафонова В. А.

В.А. ПАРАФОНОВА, журналист

Ученые из Снежинска (бывший Челябинск-70; ныне Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики) предлагают ни много, ни мало - взрывать минибомбы. Термоядерные. В мирных целях. Тем самым, убеждены они, можно спасти мир от энергетического голода, а заодно и от экологической катастрофы. Надо полагать, они знают, что делают: в XX в. отечественные специалисты уже спасли мир от глобальных войн. Для чего, собственно, и было создано стратегическое ядерное и термоядерное оружие. Какие высокие технологии будут востребованы в XXI в.?

Снежинцы готовы спроектировать и построить "головную" энергоустановку взрывной дейтериевой энергетики - котел взрывного сгорания (КВС). Упрощенно говоря, речь идет о железобетонной бочке диаметром порядка 150, высотой 200 и толщиной стенки 35 м. Внутри она облицована сталью слоем 20 см, сверху засыпана земляным курганом высотой более сотни метров. В таком сооружении, именуемом КВС-10, внутри защитной стенки из жидкого натрия дейтериевыми взрывами в 10 кг тротилового эквивалента каждые полчаса можно получать 37 ГВт тепловой энергии, что равноценно сжиганию 25 млн. т нефтяного эквивалента в год.

Чем привлекательная идея КВС? Рассказывает руководитель проекта доктор физико-математических наук ГА. Иванов: "В ее осуществлении нет принципиальных проблем. Большая часть того, что нужно для реализации экспериментальной КВС- электростанции, уже сделана. Производить термоядерные взрывы с энерговыделением в десятки тонн и даже одну килотонну научились давно. Проблема создания высоких температур и давлений при этом снимается, поскольку реакцию инициирует урановый или плутониевый заряд, а топливом служит недефицитный дейтерий - экологически чистое, дешевое и доступное в неограниченных количествах ядерное вещество, ибо выделяют его из обычной воды. Конечно, взрывать дейтерий придется с помощью урана или плутония, но этих "грязных" материалов потребуется в тысячи раз меньше, чем для нужд атомных электростанций аналогичной мощности, а значит, мало будет и радиоактивных отходов. Да и использовать в КВС предлагается не уран-235 или плутоний-239, а уран-233, который синтезируется из достаточно распространенного в природе тория".

Взрывные технологии для человека не в новинку Ездим же мы на автомобилях, в двигателе которых постоянно взрывается топливо. При этом создается давление намного больше, чем в КВС. То, что предлагают снежинцы, для науки тоже давно пройденный этап, однако для возврата к нему есть веские причины. Под руководством академиков Е.И. Забабахина, Е.Н. Авро-рина и Б. В. Литвинова здесь созданы "чистые" дейтериевые заряды для проведения мирных ядерных взрывов. Ведь потенциал института изначально был направлен не только на разработку оружия - лучшие его специалисты постоянно думали и о мирной ядерной энергии. Что в конечном итоге привело к промышленному применению ядерных взрывных устройств. Институт до сих пор остается единственной в мире организацией, где их производят для нужд народного хозяйства. Всего было создано 14 типов таких устройств, 9 из них применяли в

стр. 16

Схема котла взрывного сгорания КВС-10-2 тепловой мощностью 35-40 ГВт/год: 1 - курган объемом 50 млн. м ³ грунта; 2 - внешний корпус из 5 млн. т железобетона; 3 - внутренний корпус из 1 млн. т стали; 4 - уран-233; 5 - торий (2 т в год); 6 - жидкий натрий; 7 - дейтерий (около 2 тыс. м ³ в год); 8 - "осколки" или легкие ядра, образующиеся при делении более тяжелого атомного ядра; 9 - нефтяной эквивалент, 30 млн. т/год; 10- атомная электростанция для преобразования плутония.

мирных целях почти сотню раз. Да и Г.А. Иванов отнюдь не новичок в этом деле: за диагностику термоядерного горения он получил в 1983 г. Государственную премию.

Предложения об использовании ядерных взрывов для энергетики известны с конца 40-х годов XX в. Но Геннадий Алексеевич узнал об этом спустя полтора десятка лет и поначалу не очень-то заинтересовался ими на фоне грядущих успехов как в управляемом термоядерном синтезе, так и в бридерной энергетике ^* , основанной на воспроизводстве ядерного топлива. А около 25 лет назад академик А.Д. Сахаров - один из создателей концепции "управляемого термояда" за счет магнитного удержания плазмы - нашел в себе смелость признать ошибочность этого направления. Такую позицию он обосновывал медленным прогрессом в управляемом термоядерном синтезе и бридерах. Так что мечта реализовать нечто среднее между "солнечным горением" и полномасштабным взрывом и при этом добиться необходимой плотности выделения энергии в управляемом термоядерном синтезе была отодвинута. Вот что по этому поводу говорит Иванов: "В бомбах выполнение условия термоядерного горения мы достигли за пятилетку. Это породило, по-моему, иллюзию, что можно взять миллиграмм и так же, как килограмм, зажечь. Американцы вроде тоже похожие опыты делали, я думаю, с тем же успехом. Наверное, где-то когда-то кто-нибудь, может быть, и научится зажигать".

Но спешить с решением проблемы нужно. По оценкам различных ученых, в зависимости от тех или иных прогнозируемых показателей и "оптимизма" продолжительность нефтяной эры в истории человечества от сегодняшнего дня составляет 25-100 лет. Газа в недрах планеты содержится меньше, чем нефти (по энергии) и расходуют его пока не так интенсивно. Однако, скорее всего, считает Г.А. Иванов, как топливо они исчезнут одновременно. Выходит, из традиционных энергоносителей только уголь сможет в ближайшее время заменить нефть и газ. Тогда в предстоящие 25 лет сжигать его станут в 10, а за полвека - в 20 раз больше, чем теперь. Даже при этом условии угля может хватить и на сотню лет. Но он дорог в добыче и транспортировке и опасен загрязнением окружающей среды. Энергия урана-238 имеет приблизительно такие же, как уголь, потенциальные ресурсы. АЭС, однако, смогут использовать его только после преобразования в плутоний в реакторах- размножителях (бридерах) ^** . Но в силу пока еще небольшого коэффициента воспроизводства ядерного топлива, это неэффективно. "Для КВС, - подчер-

^* В бридерной энергетике используют обогащенный уран в реакторах-размножителях, в которых число образовавшихся делящихся ядер больше числа уничтоженных, т.е. осуществляется их расширенное воспроизводство. Оно основано на двух группах ядерных реакций: уран-плутониевом и ториевом циклах. Наиболее перспективными оказались реакторы-размножители на быстрых нейтронах с уран-плутониевым циклом. Пока в них используют в качестве горючего уран-239, но в будущем в них будут сжигать смесь урана-238 и плутония-239. Если ныне используемые ядерные реакторы на тепловых нейтронах могут "сжечь" 0,5-1,0% урана, то использование реакторов- размножителей увеличивает это число в десятки раз. Тем самым создается более надежная сырьевая база для развития ядерной энергетики ( прим. ред .).

^** См.: В.И. Субботин. Основы безопасности ядерной энергетики. - Наука в России, 1999, N 1 (прим. ред.).

стр. 17

кивает Иванов, - проблемы топлива не существует. В нем на единицу мощности используется в сотни раз меньше делящихся материалов".

И что же - избежать энергетической катастрофы можно только переходом на КВС? А как же безопасность? На недавно прошедшем в Подмосковье международном симпозиуме "Электротехника-2010" Геннадий Алексеевич сказал:

"Энергозаряд для КВС будет собираться манипуляторами непосредственно во взрывной камере из двух частей, каждая из которых по отдельности является безобидной. Максимум, что может произойти, - взрыв в отсутствие натриевой защитной стенки в камере. По расчетам, в таком случае стальная внутренняя оболочка будет сильно повреждена, что сделает котел непригодным к дальнейшей эксплуатации, но утечки радиоактивных материалов наружу не произойдет. Лишь бы энергия взрыва не превысила номинальную в 8 раз - такой запас прочности имеет железобетонный корпус КВС со стенкой толщиной 35 м. Конечно, энергия взрыва колеблется на 8% не так уж редко, но чтобы в 8 раз! Даже на 50% повысить энергию взрыва "незаметно" нам не удавалось. Для того, чтобы снизить ее, - много способов".

Но как быть с режимом нераспространения ядерных материалов? Да и терроризм набирает силу? Слово Иванову: "Делящийся материал, используемый в КВС, не может быть накоплен террористом, как одиночкой, так и государством. Используя его сразу после выделения, персонал работает без опасений. Но уже через месяц террорист, собирающий из него бомбу, обречен на гибель. Красть готовый энергозаряд тоже бесполезно: через час после сборки и "заправки" он теряет способность взрываться. Объясняется это просто. Уран-233 в энергозаряде подвергается облучению быстрыми нейтронами. При этом нейтрон, попавший в ядро урана, с некоторой вероятностью "выбивает" из него два, образуя ядро урана-232. Последний имеет период полураспада 70 лет, поэтому активность его высока. Впрочем, от излучения урана легко защититься.

Но в продуктах цепочки превращений урана-232 имеется таллий-208, обладающий "жестким" (2,7 МэВ) гамма- излучением. И если "топливо" энергозаряда в первые часы не представляет опасности, поскольку в нем еще нет таллия, то уже через неделю с ним лучше обращаться только с помощью роботов. Повторяю: активная зона реактора с ураном, выработанным для КВС, будет крайне опасна для человека уже через месяц после изготовления. Ведь постепенно скорость наработки таллия растет и через смену материал "демаскирует" себя, через сутки создает проблемы с соблюдением "норм радиационной безопасности", через неделю становится опасен, а через месяц - смертельно опасен для сборщика заряда и даже "подносчика" боеприпаса".

Так что "не позавидуешь террористу!" - сказал А.Д. Сахаров еще в 1977 г. по поводу установки, схожей с КВС, в статье "Ядерная энергетика и свобода Запада".

"Нас пытаются убедить, - продолжает Иванов, - в том, что прямое использование в "котлах внутреннего сгорания" оружейных технологий приведет к тому, что третьи страны получат ядерное и термоядерное оружие в "чистом виде", потому как "режим нераспространения" в технологиях КВС - "понятие более чем условное". И если не убрать военные технологии из мирного применения, то никакие спецслужбы не уберегут столь опасную информацию от "утечки"... Но ведь другого попросту пока не дано. Медленный термояд не горит и даже не тлеет. Если этого достичь не смогли за полвека, значит, задача оказалась гораздо сложнее и вероятность ее решения мала. А вдруг все-таки решат? Тогда появятся специалисты "умнее нынешних", бомбы они соорудят "не хуже нынешних" из любого реакторного топлива, да еще и научат этому ремеслу миллионы "кочегаров" из "котельных", использующих "управляемый" термоядерный синтез. Неужели у поборников "нераспространения" не возникает мысль, что это будет самой массовой утечкой ядерных технологий?"

Экспериментальный КВС, по мнению разработчиков из Снежинска, должен проверить правильность всех технических решений и в течение нескольких лет производить коммерчески выгодную энергию. Минимальная энергия взрыва для такого сооружения, скорее всего, составит 1 -2 кг в тротиловом эквиваленте. Стоимость будет меняться от 100 до 600 млн. долл. в зависимости от количества производимой электроэнергии, срока службы, запаса прочности и т.п. Вариант сооружения котла для теплоснабжения Челябинска и Екатеринбурга (по 1,5-2,0 ГВт тепла на каждый город), скорее всего, по мнению ученых, не будет дороже 300 млн. долл.

Разумеется, проект следует "довести до ума". Концептуально он проработан, а вот детального технического решения нет. Нет и достаточных средств для оплаты труда конструкторов. А ведь большую часть пути комплекс уже прошел - источник дейтериевой энергии создан. Что требуется еще? Ни много ни мало - политическое решение руководства страны, чтобы построить опытный образец КВС. Ведь разработка снежинских ученых - котел взрывного сгорания - подпадает под действие "Договора о всеобщем запрещении ядерных испытаний". Договор допускает мирное применение, на этом в свое время настояло руководство Китайской Народной Республики, но оговаривает их процедурами, оставляющими потенциальных инвесторов в неведении относительно сроков внедрения КВС. Этот документ предусматривает, что государство, желающее провести соответствующие испытания, должно доказать их мирный характер и соответствие национальным интересам.

"У российской взрывной дейтериевой энергетики много преимуществ, - убежден руководитель проекта по созданию КВС-электростанции Г.А. Иванов. - Это одна из тех немногих высоких технологий, которые соответствуют нашему предыдущему развитию и истинным потребностям человечества".

Постоянный адрес данной публикации: