Россия замыкает ядерный цикл

Ввод в эксплуатацию энергоблоков на Белоярской АЭС и на планируемой Южно-Уральской АЭС задаст темп внедрению реакторов поколения IV. По сути, уже к 2030-м годам, как заявил Владимир Путин на Глобальном атомном форуме, Россия будет обладать рабочей технологией замкнутого топливного цикла в двухкомпонентной ядерной энергетике. О перспективах и реальном положении дел в отрасли «Монокль» поговорил с заместителем директора НИЯУ МИФИ, доктором физико-математических наук Георгием Тихомировым.

— У каждой технологии есть свои плюсы и ограничения. Какие они у четвертого поколения реакторов?

— Ключевая идея двухкомпонентной ядерной энергетики и систем четвертого поколения состоит в том, что отработавшее ядерное топливо, ОЯТ, — это не часть отходов, а сырье, пригодное для нового топлива в рамках замкнутого ядерного топливного цикла.

Если говорить о четвертом поколении быстрых реакторов, то это прежде всего комплексная энергетическая система, которая включает в себя сразу все — фабрикацию топлива, реакторы АЭС, переработку радиоактивных отходов. Основой их плюс в том, что они дают возможность создать замкнутый ядерный топливный цикл, ЗЯТЦ, и вовлечь весь уран в выработку энергии. То есть сегодняшняя энергетика, основанная на 235-м уране, обеспечена ресурсами примерно на 150‒200 лет. А как только мы замыкаем цикл, то получаем топливо уже на тысячи лет.

Большой плюс систем четвертого поколения с точки зрения экологии — они способны решить проблему радиоактивных отходов и исключить аварии, последствия которых будут требовать эвакуации населения.

— Что самое сложное в ЗЯТЦ? Ученые с 1950-х годов прошлого века работают над этой технологией, и до сих пор нет ее практического воплощения, мы только подходим к решению этой задачи. На обывательском уровне кажется, что все очень просто: использовать повторно отходы топлива, — но это, видимо, не так…

— Первое — технологические сложности. В быстрых реакторах высокие температуры и высокий уровень радиации, нужны устойчивые к разрушению в таких условиях сплавы и новые материалы. Сложная технология производства МОКС (ядерного топлива, содержащего несколько видов оксидов делящихся материалов. — «Монокль») и нитридного топлива, которое используется в ЗЯТЦ. Вторая проблема — экономическая. Эта технология имеет длинный цикл окупаемости (30‒40 лет), из-за этого высока конкуренция с более простыми и дешевыми видами топлива. Требуются высокие капиталовложения в инфраструктуру и НИОКР, и это касается не только непосредственно АЭС, но и передержки топлива, транспортировки, заводов по переработке топлива. Это очень большая трансформация всей атомной отрасли.

— Есть ли понимание, сможет ли ядерная энергетика за счет этого технологического рывка расширить свое влияние и на какие ниши?

— Да, есть принципиальный аспект, который все часто забывают. Это расширение диапазона использования атомной энергии от электричества на другие сферы. Прежде всего это выработка водорода.

Например, «Росатом» разрабатывает проект атомной энерготехнологической станции (АЭТС) с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором (ВГТР) с гелиевым теплоносителем и установкой для производства водорода. Предполагается, что тепловая мощность ВТГР будет составлять 200 мегаватт. Мощность водородной установки — 110 тысяч тонн водорода в год. Основной продукт станции не тепло и не электричество, а водород, который можно хранить, перевозить и продавать. Предполагается, что он должен быть построен в 2030-х годах. 

Кроме АЭТС в разработке находятся технологии производства водорода методом электролиза с использованием электроэнергии АЭС. Есть опытный образец электролизной установки производительностью 50 нормальных кубических метров в час. На Кольской АЭС планируется ввести в эксплуатацию испытательный комплекс по электролизному производству водорода производительностью 200 нормальных кубометров в час.

Не стоит забывать и о тепловой энергии, технологиях опреснения воды, производства водорода, наработке изотопов для ядерной медицины, создании новых материалов и так далее.

Кстати, в тепловой нише атомная энергетика уже присутствует и будет еще интенсивнее развиваться по мере освоения арктических территорий. Например, наша самая северная в мире АЭС — плавучая атомная тепловая электростанция «Академик Ломоносов» — работает не только на электричество, но и на выработку тепла. На ее борту находятся два ядерных реактора типа KLT-40S совокупной тепловой мощностью 300 мегаватт, и они могут генерировать до 70 мегаватт электроэнергии и 50 гигакалорий в час тепловой энергии, которое используется для обогрева зданий и промышленных объектов. ПАТЭС также может опреснять воду, что может быть интересно южным странам с дефицитом пресной воды.

Есть проект атомной термоэлектрической станция теплоснабжения «Елена АМ». Она может быть востребована в Сибири и в Арктике. Номинальная тепловая мощность реактора — 7 мегаватт, а электрическая всего 200 киловатт. Этого достаточно для обогрева и освещения двух-трех небольших отдаленных поселков. Ее конструкция упрощена: у нее нет турбины и генераторов, потому что ее основная задача — генерация тепла, а электричество снимается напрямую за счет разницы температур. Реактор необслуживаемый, установка должна работать 350 дней в году с двухнедельной остановкой на обслуживание и текущий ремонт. 

В тепловой нише атомная энергетика уже присутствует и будет еще интенсивнее развиваться по мере освоения арктических территорий. Другие точки роста — опреснение воды, производство водорода, наработка изотопов для ядерной медицины

— В 1990-х в Воронеже закрыли почти достроенную атомную тепловую станцию из-за давления общественности, мол, все это небезопасно…

— Сейчас в Москве работают несколько исследовательских реакторов, и ничего. На территории Москвы есть не только реакторы, но и объекты использования атомной энергии, включая критические и подкритические стенды. Например, в МИФИ было пять подкритических стендов и один реактор, сейчас чуть поменьше. Когда человеку говорят, что он должен выпить таблетку с радиоактивным изотопом, он пьет, но когда ему говорят, что где-то там есть радиация, он ее боится. Но радиация везде есть. Я считаю, надо прививать правильное отношение к атомным технологиям с детства, как это было в 1950‒1960-е годы в СССР, США и Европе. 

Прорыв четвертого поколения

— Китайские атомщики в прошлом году внезапно заявили, что запустили электростанцию четвертого поколения «Шидаовань» с двумя высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами.

— Это, на мой взгляд, переходный и в большей степени исследовательский проект, как и наш, запущенный в 2015 году на Белоярской АЭС в Свердловской области реактор на быстрых нейтронах БН-800. Это также реактор, относящийся к классу четвертого поколения, но говорить, что эти реакторы решают задачи систем четвертого поколения, пока рано.

Вот когда подобные реакторы будут запущены в серию, электричество и водород начнут получать в промышленных масштабах и продавать его — вот тогда это будет уже шаг по направлению к системам четвертого поколения.

Наши же проектируемые и строящиеся реакторы БН‑1200М, БРЕСТ-ОД‑300 будут полностью соответствовать требованиям четвертого поколения. Это уже полноценные коммерческие проекты с замкнутой ядерной энергетической системой, которая включает быстрый реактор четвертого поколения, технологию производства и переработки ядерного топлива с вовлечением всех изотопов урана в топливный цикл.

— А в каком состоянии сегодня наш главный проект «Прорыв». который, насколько известно, аккумулирует практически все новые технологии в ядерной энергетике? Что по нему имеется, что делается и что предполагается в итоге получить?

— Проект «Прорыв» — это некий концепт, не только сам реактор, а именно весь комплекс — это вот реально конструкт четвертого поколения. «Росатом» уже ввел в опытно-промышленную эксплуатацию первую очередь проекта «Прорыв» — модуль фабрикации/рефабрикации топлива для строящегося реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. На физический пуск реактора БРЕСТ-ОД-300 «Росатом» планирует выйти в 2028 году, его строительство активно ведется. После ввода модуля переработки опытно-демонстрационный комплекс заработает на полную мощность. Помимо передовых технологий реакторов четвертого поколения проект «Прорыв» вытягивает колоссальный пласт технологий будущего в производстве и переработке нового ядерного топлива.

— Какие задачи решил БН-800 в части замыкания ядерного топливного цикла?

— Совсем недавно БН‑800 полностью перешел на загрузку МОКС-топливом, продемонстрировав возможность решения одной из основных задач замкнутого ядерного топливного цикла. В натриевых реакторах четвертого поколения коэффициент воспроизводства должен быть больше единицы, а для этого нужен экран для наработки топлива. На БН-800 такого экрана нет, мы только апробируем подходы к зонам воспроизводства. Брест-ОД-300 — это будет первый реактор, где коэффициент воспроизводства в активной зоне будет близок к единице, а скорее всего, превышать его.

Сейчас во всем мире идут эксперименты по всем направлениям реакторов четвертого поколения.

— Раньше этот поиск страны координировали на единой площадке Generation 4, но с некоторых пор России там нет…

— Generation 4 — это форум, где международное сообщество пытается обсуждать перспективные атомные проекты. Хоть нас и попросили с этого форума, но концепт никуда не делся. При этом в чем-то похожий проект ИНПРО, который по инициативе России реализуется в МАГАТЭ, продолжает оставаться площадкой для обсуждения подходов к будущему ядерной энергии. Никто не мешает нам приглашать на эту площадку людей, заинтересованных в развитии атомной энергетики, со всего мира. Мы строим и планируем эксплуатировать в скором времени такие установки мирового уровня как МБИР — многоцелевой быстрый исследовательский реактор. Вокруг этого проекта уже собирается международная коллаборация. Это мировой тренд — коллаборации вокруг исследовательских установок.

Эксплуатировать не значит развивать

— Как эволюционировали поколения реакторов?

— Первое поколение — просто экспериментальные реакторы на любой вкус и цвет. В начале развития мирного атома было довольно много успешных экспериментов — часть построенных реакторов первого поколения дали старт сериям реакторов второго поколения, в которых был учтен опыт эксплуатации первых установок. На пике строительства новых блоков в начале 1980-х в мире запускалось 30 блоков в год и более. Это было второе поколение реакторов, как тогда считалось — надежные рабочие лошадки, но после Три-Майл-Айленда и Чернобыля оказалось, что недостаточно надежные.

После этих аварий резко изменились требования к безопасности ядерных реакторов, появились рекомендации МАГАТЭ, ввели новые системы активной и пассивной безопасности, а это привело к серьезному удорожания АЭС. Это третье поколение — безопасные, надежные, но слишком дорогие, поэтому экономическая ниша для них довольно узкая.

Последние двадцать лет идет затянувшийся процесс замещения второго поколения на третье. В среднем в этот период в год закрывается семь блоков и столько же пускается. Если смотреть по общей установленной мощности, то она практически находится на стабильном уровне — в районе 370‒390 гигаватт (электрических), имея небольшой рост, на два-три процента в год.

По данным отчета World Nuclear Performance Report 2025, в 2024 году атомные реакторы по всему миру выработали 2667 тераватт-часов электроэнергии, побив предыдущий рекорд 2006 года — 2660 тераватт-часов. 

— При этом, по данным World Nuclear Association, из всех строящихся в мире 64 ядерных реакторов 45 процентов приходится на Китай, 42 процента — на Россию, а замыкает тройку Южная Корея. Получается, что развивающиеся страны больше всех вкладываются в строительство новых АЭС, а развитые не спешат это делать. Не могут или не хотят?

— В 2010-х годах в России пытались начать строительство свинцово-висмутовых быстрых реакторов (СВБР-100) на алюминиевых заводах. Но проект не взлетел. Недооценили затраты, и, возможно, интерес коммерсантов охладила Фукусима. Коммерсанты такие риски не любят.

Каждый новый проект — это путь в неизвестность, как мы сейчас идем в неизвестность с «Прорывом» и другими нашими разработками. Любой реальный проект порождает проблемы, но и заставляет их решать. Вопрос в цене, упорстве.

Вот взять путь, по которому идет тема быстрых натриевых реакторов, — это множество эволюционных шагов. У нас есть опыт эксплуатации целой линейки натриевых реакторов с 1970-х годов: БН-350, БН-600, БН-800. Все решения, проблемные места этой технологии сейчас известны. Долгое время считалось, что это направление развивать еще рано, но работа по нему продолжалась, потому что мы видели перспективу. 

Французы построили быстрые натриевые ректоры «Феникс» и «Суперфеникс», набили шишки и довольно быстро отказались от их дальнейшей эксплуатации и модернизации. «Суперфеникс» закрыли в 1998 году по причине «чрезмерной стоимости».

Мы же прошли этот путь и идем еще дальше к БН-1200. 

Во Франции сейчас в атомной энергетике все хорошо. Но почему-то нет ощущения, что они рванут к четвертому поколению. Некому. Молодежи мало. Нет духа инженерного поиска, а у нас есть. 

— Интересная, но до сих пор так и не взлетевшая тема — малые реакторы. Почему не получается?

— В Америке бизнес играет важную роль, и если крупные компании типа Google начнут финансировать малые модульные атомные реакторы, то работы могут развернуться быстро. При этом будет желательно изменить законодательство в сторону снятия излишних требований к безопасности и системам физической защиты малых реакторов. У реакторов малой мощности свои особенности, которые нужно учитывать на всех уровнях. 

— С другой стороны, в России, согласно Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2042 года, планируется построить 11 энергоблоков АСММ общей мощностью 864 мегаватта. С чем это связано?

— Научный руководитель АО ВНИИАЭС Сергей Соловьев, эксперт по малым реакторам, неоднократно говорил, что стоимость производства электроэнергии в российских регионах варьируется в очень широких диапазонах. В Якутии и в некоторых других северных районах стоимость электроэнергии может быть в десятки и даже в сотню раз выше, чем в средней полосе. Поэтому там есть смысл использовать малые реакторы, они будут рентабельны. 

Радиофобия уходит из повестки

— Недавно начали обнародовать оценки углеродного следа для полного цикла производства электроэнергии. Углеродный след солнечных батарей — от 15 до 50 граммов CO2 на киловатт-час, у атомной энергии — 3,7–11 граммов, в гидроэнергетике этот показатель в среднем равен 24.

— С энергетической статистикой в последнее время много интересного происходит. Вот, например, есть авторитетный источник — ежегодный отчет Международного энергетического агентства, который выходит раз в год. И если сравнивать эти отчеты за последние два года, то цифры неожиданно изменились в пользу атомной энергетики. В отчете 2024 года (данные за 2023 год) по первичной энергии вклад атома был оценен в 24 эксаджоулей, а в 2025-м уже в 31 эксаджоуль. При этом были также пересмотрены вклады от ВИЭ: в 2024 году — 51 эксаджоуль, а в 2025 году только 33.

— Почему?

— Изменилась методика, стали более корректно учитывать КПД. Это еще один из звоночков, который говорит о том, что сейчас идет процесс переосмысления подходов к строительству глобальной энергетики в пользу ядерной.

— Тем более что поводы есть. Блэкауты в Европе, дорожающая как на дрожжах энергетика Германии, вырубленные ради солнечных панелей испанские оливковые рощи достаточно красноречиво говорят о кризисе энергосистем, основанных на ВИЭ.

— Когда едешь из Вены в Братиславу, то проезжаешь поля, усеянные сотнями ветряков. Такая же картина в Германии. Но для балансировки нестабильной солнечной и ветряной нужны другие мощности энергетики.

Классический пример разбалансировки энергетической системы по политическим соображения — Германия. Ангела Меркель в 2011 году одобрила национальную доктрину, исключающую атом и ископаемое топливо из пирамиды генерации в пользу ВИЭ, но обещала, что стоимость электроэнергии будет самой низкой в Европе. Шольц в 2023 году закрыл последние АЭС и заявил, что Германия никогда больше не вернется к атомной генерации. Зачем им АЭС, когда у них развитый сектор с помощью субсидий — ветер и солнце? В результате они были вынуждены угольную генерацию запускать, а это самая грязная энергетика из всего того, что есть. Вдобавок Германия закупает электричество у Франции.

При этом подходы к оценке роли АЭС меняются. В 2022 году европейцы включили атомную энергетику в зеленую таксономию ЕС, то есть одобрили строительство АЭС до 2045 года. В 2023-м включили АЭ в закон ЕС о промышленности с нулевым уровнем выбросов. В 2024 году прошел саммит по атомной энергетике в Брюсселе, где 14 стран из 27 приняли программы сохранения, развития и строительства новых АЭС. Уверен, что этот список будет расширяться и Германия в нем тоже будет. Это говорит о том, что политика в отношении АЭ меняется даже в ультразеленых странах ЕС.

— Находит ли это отражение в глобальной информационной повестке? Сохраняется ли радиофобия в обществе?

— Мне кажется, что с радиофобией надо бороться начиная со школьной скамьи. Откуда она появилась? На мой взгляд, во многом ее раздули журналисты после Чернобыля.

Я за этим следил, потому что получилось, что я в 1986 году был студентом МИФИ на кафедре теоретической и экспериментальной физики ядерных реакторов, которую сейчас возглавляю. Нам преподаватели говорили, что ядерная энергетика — это будущее, развитие цивилизации, и все в таком духе. И тут такое: Чернобыль. Аспиранты и сотрудники с разных кафедр МИФИ ездили на объект. К нам в МИФИ приезжали специалисты и рассказывали студентам, аспирантам, преподавателям, что, как и почему случилось. Уже тогда я знал практически из первых рук, что в аварии виновен не только человеческий фактор, но и особенности конструкции ранних вариантов СУЗ РБМК.

А в средствах же массовой информации я читал истеричные, пугающие комментарии о миллионах пострадавших, о страшных последствиях, о мучительных смертях спустя десятилетия, о людях-мутантах… Намного позже были опубликованы результаты исследований международных экспертов, был проведен трезвый анализ последствий, но кому это уже было нужно?

— Та же авария на АЭС «Фукусима»: жертв радиации нет, последствия не такие уж серьезные. Мне кажется, что решение остановить все японские АЭС нанесло больший экономический ущерб стране, чем сама авария. А если говорить в мировом масштабе, то многие развитые страны затормозили развитие ядерной энергетики минимум на десять лет. 

— Это похоже на боязнь самолетов. Самый безопасный и самый страшный для обычного человека вид транспорта. Кстати, авария на американской АЭС «Три-Майл Айленд» по-своему уникальная. Ни один человек не пострадал, никаких выбросов не было. Первый блок этой АЭС, на котором не было аварии, отработал до 2020 года, и его, возможно, еще перезапустят. Но там была одна мощная политическая ошибка: власти перестраховались и отселили сто тысяч человек. С технической точки зрения последствия локальные — «потеряли» блок, а вот психологические последствия — катастрофа. Девяносто пять процентов населения потом вернулось обратно, но…

— Ложки нашлись, но осадочек остался. 

— Авария оттолкнула американские коммерческие компании от ядерной энергетики. Да, энергетические компании с удовольствием эксплуатировали и зарабатывали на АЭС, но эксплуатировать и строить новые АЭС — это не одно и тоже. Это значит, что нет развития, стагнация не только в сфере АЭ, но и в других ядерных технологиях, в создании новых материалов. Начался отток квалифицированных кадров из отрасли, упал престиж соответствующих специальностей. Нет перспективы — значит, и учиться на эти специальности нет смысла. Когда они это поняли, то в 1990-х годах стали поддерживать ядерные университеты, но все равно часть умений и технологий они потеряли.

Ресурсы и специалисты у них есть, и если, как заявлял Трамп, к 2050 году они то ли утроят, то ли учетверят атомную генерацию, мы увидим колоссальный скачок в ядерных технологиях в США. За ними подтянутся остальные. Мы сейчас находимся в точке бифуркации, которую может развернуть в свою пользу мировая и российская атомная энергетика.