Управляемый атом

Без ядерной энергетики не выжить
Как известно, в Беларуси уже принято решение о строительстве собственной АЭС. И хотя не все эту идею в обществе поддерживают безоговорочно, однако во всем мире потенциал ядерной энергетики наращивается. Использование последней в условиях, когда газ и нефть постоянно дорожают, для многих стран стало вынужденной и единственной мерой для сохранения своей энергетической безопасности. Сегодня на планете работает более 400 реакторов. А в ближайшие десять лет к ним добавится еще 100. И чем дальше, тем больше. США, например, за счет введения к 2050 году 197 энергоблоков планируют увеличить долю ядерной энергетики в собственном энергобалансе с 17 до 34 процентов, Россия к 2020 году — с 16,5 до 25, Япония — на 30 процентов к 2010 году, а Китай к 2010-му мощности своих атомных станций удвоит. В январе 2005 года решение о строительстве АЭС приняла соседняя Польша. Напомню, что в Украине и Литве, у других наших ближайших соседей они уже есть.
Как считает заместитель председателя президиума Национальной академии наук Владимир Тимошпольский, строительство АЭС и использование атомной энергии обойдется Беларуси в полтора раза дешевле, чем разработка и применение местных видов топлива (МВТ). К тому же разработка альтернативных источников энергии и подготовка МВТ к использованию требуют значительных дополнительных материальных и финансовых затрат. К примеру, чтобы получить из древесины генераторный газ, исходный материал должен пройти целый ряд технологических процессов — от сушки древесины до непосредственного производства из нее газа.
Использование атомной энергии гораздо выгоднее — за счет нее Беларусь в 2020 году сможет закрыть примерно 15 процентов внутреннего энергопотребления. Беларусь уже рассматривает возможность организации поставок атомной энергии в другие страны, в том числе и в Россию. Экспорт позволит республике компенсировать стоимость импортируемого природного газа
Но это в будущем, пока же ведется работа над проектом атомной станции. Где точно она будет возведена, станет ясно уже в следующем году. Сейчас специалисты активно изучают возможные площадки для строительства. Изначально их было 54, осталось три. Две потенциальные площадки находятся в Могилевской области — Краснополянская и Кукшиновская, третья — на западе Беларуси. По мнению Владимира Тимошпольского, АЭС, вероятнее всего, “пропишется” на Могилевщине, но в любом случае будет выбрана самая надежная площадка.
Какой реактор нужен Беларуси? 
А вот с типом реактора ученые и специалисты, похоже, уже окончательно определились. В нашей стране наиболее вероятно строительство ядерного реактора водо-водяного типа. По словам заместителя министра энергетики Беларуси Михаила Михадюка, в мире сегодня действуют несколько типов ядерных установок, однако наиболее совершенным и отработанным с точки зрения инженерных решений и экономичности является именно водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР). Что касается страны — поставщика оборудования для будущей АЭС, то это вопрос тендера и переговоров. Изучаются предложения из Германии, Франции и России. Наша восточная страна-соседка уже реализовывала аналогичные проекты в Индии, Китае, Болгарии, Иране и это свидетельство того, что ее оборудование имеет довольно высокий рейтинг в мире. Российские проекты АЭС средней и большой мощности с реакторами ВВЭР-640 (мощность 640 МВт) и ВВЭР-1000 (мощность 1000 МВт) по уровню надежности, безопасности и экономичности не уступают лучшим мировым аналогам.
И тем не менее словосочетание “ядерный реактор” многих пугает. Чернобыльская катастрофа разделила мир на два лагеря: сторонников и противников АЭС. И тех, кто страдает радиофобией, трудно переубедить, что в их отношении к атомным станциям больше эмоций, нежели здравого смысла. Реакторы-то уже не те, что были несколько десятилетий назад. И АЭС теперь строят повышенной безопасности и надежности, практически исключающие тяжелые аварии с выходом радиоактивности в окружающую среду.
Триединая задача системы безопасности
Что же представляет собой водо-водяной реактор, как он работает и насколько надежна защита АЭС? Со слов специалистов в упрощенном виде это выглядит так. Основными элементами любого реактора являются его корпус и активная зона. В последней происходит расщепление ядер урана нейтронами, что ведет к разогреву ТВЭЛов (тепловыделяющих элементов)  стержневого типа, наполненных слабообагощенным ураном и объединенных в топливные кассеты. При этом нагревается и окружающая их вода. Однако в водо-водяном реакторе вода не превращается в пар, а выдерживается под высоким давлением, уровень которого регулируется специальным устройством. Затем вода первого контура отдает свою энергию парогенераторам (на каждой АЭС их 4) и таким образом разогревает воду совершенно автономного контура. Она-то и превращается в пар, который отводится в турбину, приводящую в действие генератор, вырабатывающий электрический ток. В третьем автономном контуре, питаемом из близлежащих водоемов, отработанный пар в конденсаторе вновь преобразуется в воду и закачивается обратно в парогенератор. Это значит, что цикл может начинаться сначала.
Для повышения надежности проводятся многочисленные проверки сварных швов корпуса ультразвуком и методом магнитного порошка. Перед отправкой заказчику корпус реактора подвергается проверке на водяное давление, которое выбирается на одну треть выше максимального рабочего давления. К слову, корпус современного реактора весит больше 500 тонн, и в процессе изготовления каждый его участок тщательно проверяется не только специалистами фирмы-изготовителя, но и независимыми экспертами из ведомства технического контроля и других компетентных организаций. Цель всех этих проверок — по каждой операции добиться точного соблюдения требований многочисленных инструкций. В результате затраты времени на проверку качества соизмеримы со временем, идущим на изготовление.
Перед системой безопасности реактора стоит триединая задача — гарантировать немедленное и продолжительное отключение реактора, отвод в течение достаточно длительного времени остаточной теплоты и, наконец, надежное удержание радиоактивных веществ. Для последнего используется несколько барьеров безопасности. Функцию первого такого барьера выполняет само твердое топливо, связывающее большую часть образующихся при расщеплении ядер радиоактивных веществ. Далее удержанию радиоактивности способствуют заваренные газонепроницаемые оболочки ТВЭЛов, препятствующие выходу газообразных и легколетучих радиоактивных веществ. Следующим защитным барьером служит корпус реактора, с заключенными в нем ТВЭЛами. Толщина стальных стенок корпуса реактора составляет 25—30 сантиметров. Далее идет биологическая защита — бетонная оболочка толщиной 2—3 метра, ослабляющая излучение, возникающее при работе реактора, до безопасного уровня. И, наконец, непосредственная защитная оболочка реактора — огромная газонепроницаемая и выдерживающая высокое давление стальная сфера, препятствующая бесконтрольной утечке радиоактивных веществ. Кроме того, имеется наружная защитная оболочка из бетона, защищающая находящиеся внутри нее конструкции от возможных внешних повреждений. Здание, в котором расположен реактор и остальные конструкции, является сейсмостойким.

Работа по повышению безопасности ядерной энергетики ведется постоянно. Специалисты МАГАТЭ утверждают, что причины аварии как на ЧАЭС, так и на АЭС в Тримайл Айленд (США) — результат неправильных действий персонала. Поэтому одной из важнейших предпосылок обеспечения безопасности АЭС является подготовка кадров. Для их обучения разработаны специальные тренажеры, которые до мельчайших деталей имитируют процесс обслуживания действующих атомных станций. С их помощью можно воспроизвести любое возможное состояние: как рабочего, так и аварийного режима.