Новости

Министерство энергетики (DoE) США ведёт работы по выбору и демонстрации технологий ЯТЦ, опираясь на систематический подход. Однако министерство не объясняет ни уровень готовности технологий, ни способы будущего взаимодействия с отраслью и иностранными партнёрами для достижения поставленных целей.

Такой вывод содержится в очередном докладе главной бухгалтерской службы США (GAO, аналог Счётной палаты в России).

История вопроса

Атомная отрасль США - самая мощная в мире. В Америке эксплуатируется 104 энергоблока, один блок находится на стадии строительства и ещё 34 запланированы или предлагаются для строительства в срок до 2030 года.

Атомная энергетика покрывает 20% потребностей Соединённых Штатов в электроэнергии и относится к числу энергоисточников с малыми выбросами парниковых газов. Но известны и проблемы отрасли, связанные с топливным циклом. В особенности это касается обращения с ОЯТ.

До середины 70-ых годов США являлись апологетами замыкания топливного цикла, однако впоследствии отказались от него. Основная причина отказа лежит в плоскости геополитики - американцы хотели бы отвратить другие страны от переработки ОЯТ, исходя из соображений нераспространения.

Однако в 2006 году DoE высказало намерение оживить тематику по переработке в США в рамках международной программы, носившей название GNEP. Предполагалось построить демонстрационные заводы для обкатки передовых технологий переработки и рециклирования ядерного топлива. Это позволило бы одновременно уменьшить общие объёмы ядерных отходов и снизить террористические и распространенческие риски атомной энергетики.

В апреле 2008 года аудиторы GAO нашли, что технологии, выбранные DoE для демонстрации в рамках GNEP, недостаточно проработаны для коммерциализации, а запасные варианты, предлагаемые министерством, не отвечают целям, поставленным перед GNEP.

В 2009 финансовом году конгресс США прекратил финансирование программы GNEP. Депутаты потребовали от правительства использовать более всеобъемлющий и ответственный подход к проблеме обращения с ОЯТ и ВАО.

Конгресс выступил в поддержку проведения соответствующих НИР и НИОКР, но отказался выделять деньги на проектирование и строительство демонстрационных заводов по переработке ОЯТ и связанных с ними объектов. В январе 2010 года президент США поручил DoE создать экспертную комиссию для изучения проблемы ОЯТ. Черновой вариант доклада комиссии был подготовлен 29 июля 2011 года, окончательный текст будет доступен в январе 2012 года.

Монументальность планов

При проведении НИР и НИОКР по топливному циклу министерство придерживается систематического и монументального подхода. Согласно плану, к 2020 году Соединённые Штаты должны окончательно определиться с типом топливного цикла в стране, а также назвать технологии, которые потребуется развивать для реализации или завершения топливного цикла.

Демонстрация выбранных технологий откладывается на ещё более далёкий срок - до 2050 года. До этого момента министерство должно полагаться на научные подходы, а именно, на лабораторные эксперименты, теоретические исследования и компьютерное моделирование.

Для достижения наилучшего результата DoE должно одновременно поддерживать исследования по двум путям - эволюционному, опирающемуся на сегодняшние ЯТЦ, и революционному, включающему в себя крайне рискованные и дорогие технологии.

Например, DoE изучает возможности экономически выгодного извлечения урана из морской воды. Если такой подход удастся реализовать, это станет прорывом, так как на порядки увеличит ресурсную базу атомной энергетики.

Основные направления исследований DoE в области топливного цикла делятся на восемь направлений. Это системный анализ, топливные ресурсы, совершенствование ядерного топлива, разделение изотопов (включая переработку ОЯТ), формы отходов, хранение ОЯТ и РАО, трансмутация, а также технологии учёта и контроля ядерных материалов.

В 2010 году DoE инициировало пилотный проект по систематической оценке различных вариантов топливных циклов. Было выделено 863 варианта циклов с сопутствующими им технологиями. После консолидации эксперты оставили 266 вариантов. Из них, 100 касались разомкнутого ЯТЦ, 60 - модифицированного разомкнутого ЯТЦ, 106 - замкнутого ЯТЦ.

На следующем этапе, при помощи экспертных оценок выбранные варианты были разделены на три группы - наиболее обещающие, умеренно потенциальные и дающие минимальные выгоды.

Интересно отметить, что в первую (лидирующую) группу попало 83 варианта замкнутого ЯТЦ, 20 вариантов разомкнутого ЯТЦ и ни одного варианта модифицированного разомкнутого. В группе аутсайдеров, наоборот, отсутствуют варианты с замыканием цикла.

Трудности

Как и следовало ожидать, с трудностями министерство столкнулось на следующем этапе, когда потребовалось оценивать степень проработанности технологий. Первое, что бросилось в глаза аудиторам - для технологий из текущего варианта списка нет сводного документа с описанием их готовности на данный момент.

Вторая сложность касается взаимодействия с отраслью. По американскому законодательству, федеральное правительство отвечает за окончательное решение проблемы ОЯТ и РАО, однако отрасль будет выступать потребителем любого решения, принятого властями.

В плане НИОКР по топливному циклу, имеющемуся у DoE, нет долгосрочной стратегии совместной работы с отраслью. Аудиторам это представляется существенным обстоятельством, так как совместная работа могла бы уже на ранних этапах убедить отрасль в правильности выбранных подходов и технологий.

Как уже отмечалось, план действий DoE простирается до 2050 года. Однако контракты, заключённые с атомными компаниями, заканчиваются до мая 2012 года с опцией продления до мая 2015 года. Как будет происходить сотрудничество министерства и отрасли после этого срока, неизвестно.

Аналогичный упрёк аудиторы бросают DoE по поводу международного сотрудничества. В отчёте о результатах проверки напоминается о многочисленных инструментах сотрудничества, не задействованных в планах министерства должным образом. Это МАГАТЭ, форум Generation IV, трёхстороннее соглашение с Японией и Францией, многочисленные двухсторонние соглашения и дорожные карты, обсуждаемые с Китаем, Индией, Японией и Россией.

Один из принципиальных вопросов, ответа на который аудиторы не получили - каким образом DoE будет делать выбор между необходимостью строительства в США исследовательского объекта (например, исследовательского реактора на быстрых нейтронах) и возможностью задействовать для нужд американской программы аналогичный объект в другой стране.

На всякий случай, аудиторы собрали воедино в таблице экспериментальные возможности государств, активно развивающих технологии замыкания ЯТЦ. Причём наибольшее число исследовательских объектов оказалось у России.

В порядке рекомендации аудиторы предлагают DoE внимательнее присмотреться к опыту, полученному в плане переработки ОЯТ и замыкания топливного цикла атомщиками Франции и Соединённого Королевства.