Çàãëÿíåì â ãëóáèíó:
èäåè ñòðîèòåëüñòâà ïîäçåìíûõ ÀÝÑ íàáèðàþò ïîïóëÿðíîñòü
 ñåíòÿáðå àìåðèêàíñêèé ñòàðòàï Deep Fission çàÿâèë î íàìåðåíèè ðàçìåñòèòü ìàëûé ðåàêòîð íà ãëóáèíå 1,6 êì. Ìåñÿöåì ðàíüøå ôèíñêèå Kuopion Energia è Steady Energy çàêëþ÷èëè ñîãëàøåíèå î ïðîåêòèðîâàíèè ïîäçåìíîé ìèíèÀÝÑ. Ïîõîæèå ïðîåêòû àíîíñèðîâàëè â Âåëèêîáðèòàíèè, Øâåöèè è Ôðàíöèè, à â Êèòàå ñòðîèòåëüñòâî óæå èäåò. Ñ ÷åì ñâÿçàí áóì? Ðàçáèðàåìñÿ ñ ýêñïåðòîì.
Èäåþ ïîäçåìíîãî ðàñïîëîæåíèÿ àòîìíûõ áëîêîâ âïåðâûå ñôîðìóëèðîâàëè è ðåàëèçîâàëè â ÑÑÑÐ, ðàçðàáîòêè â ýòîì íàïðàâëåíèè âåäóòñÿ â íàøåé ñòðàíå è ñåé÷àñ. Îäíàêî â ãåíåðàëüíîé ñõåìå ðàçìåùåíèÿ îáúåêòîâ ýëåêòðîýíåðãåòèêè äî 2042 ãîäà òàêèõ ÀÝÑ íåò. Òàê ëè õîðîø «ãëóáèííûé» çàìûñåë? Îòâå÷àåò Äåíèñ Êóëèêîâ, ãëàâíûé êîíñòðóêòîð ðåàêòîðíûõ óñòàíîâîê àòîìíûõ ñòàíöèé ìàëîé ìîùíîñòè (ÀÑÌÌ) Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîãî è êîíñòðóêòîðñêîãî èíñòèòóòà ýíåðãîòåõíèêè èì. Äîëëåæàëÿ: «Îñíîâíîé ïëþñ çàãëóáëåííîãî ðàçìåùåíèÿ â ñêàëüíûõ ïîðîäàõ — ïîâûøåííàÿ çàùèòà îò âíåøíèõ âîçäåéñòâèé ïðèðîäíîãî è àíòðîïîãåííîãî õàðàêòåðà, íàïðèìåð öóíàìè èëè ïàäåíèÿ ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ. Ê íåäîñòàòêàì, íà ïåðâûé âçãëÿä, ìîæíî îòíåñòè òîëüêî ðîñò êàïèòàëüíûõ çàòðàò èç-çà ïîäãîòîâêè ïëîùàäêè».
Ïî çàâåòàì Ñàõàðîâà
Çà ðàçìåùåíèå áëîêîâ â ãëóáîêèõ ñêâàæèíàõ èëè áóíêåðàõ ðàòîâàëè àêàäåìèêè Àíäðåé Ñàõàðîâ è Ëåâ Ôåîêòèñòîâ. «ß ñ÷èòàþ, ÷òî êàðäèíàëüíûì ðåøåíèåì ïðîáëåìû áåçîïàñíîñòè ÿäåðíîé ýíåðãåòèêè ÿâëÿåòñÿ ðàçìåùåíèå ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ ïîä çåìëåé, íà ãëóáèíå íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ ìåòðîâ, — ïèñàë Àíäðåé Ñàõàðîâ â ñòàòüå «Ðåàêòîðû ïîä çåìëåé». — Ãëóáèíà äîëæíà áûòü âûáðàíà òàê, ÷òîáû ïðè âîçìîæíîé àâàðèè áûë èñêëþ÷åí ñêîëüêî‑íèáóäü ñóùåñòâåííûé âûõîä ðàäèîàêòèâíûõ ïðîäóêòîâ íà ïîâåðõíîñòü. Êîíå÷íî, íóæíî òàêæå èñêëþ÷èòü âîçìîæíîñòü êîíòàêòà ïðè àâàðèè ðàäèîàêòèâíûõ ïðîäóêòîâ ñ ïî÷âåííûìè âîäàìè ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ èçîëèðóþùèõ ïîääîíîâ. (Îäíèì èç ñïîñîáîâ òàêæå ÿâëÿåòñÿ ðàçìåùåíèå ðåàêòîðîâ â ðàéîíàõ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè ãèäðîãåîëîãè÷åñêèìè óñëîâèÿìè è ïåðåäà÷à ýëåêòðîýíåðãèè ïîòðåáèòåëþ âûñîêîâîëüòíûìè, à â îáîçðèìîì áóäóùåì — ñâåðõïðîâîäÿùèìè ëèíèÿìè.) Åùå â 1970‑å ãîäû, òî åñòü äî àâàðèè â ×åðíîáûëå, áûëè ðàçðàáîòàíû òåõíè÷åñêèå ïðîåêòû ïîäçåìíûõ ÀÝÑ è ÀÒÖ ñ ïðèåìëåìûìè ýêîíîìè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè».
×àñòü ïðîåêòîâ â òîì èëè èíîì âèäå áûëà ðåàëèçîâàíà, ïðîäîëæàåò Äåíèñ Êóëèêîâ. Ê ïðèìåðó, äëÿ ñîîðóæåíèÿ ïåðâîãî ïðîìûøëåííîãî ðåàêòîðà À‑1 («Àííóøêà», ïóùåí íà «Ìàÿêå» â 1948 ãîäó, îñòàíîâëåí â 1987‑ì) áûë âûêîïàí êîòëîâàí ãëóáèíîé îêîëî 54 ì. Íà ãëóáèíå 200 ì â ñêàëüíûõ ïîðîäàõ ðàçìåñòèëè ðåàêòîðû ÀÄÝ‑1 è ÀÄÝ‑2 íà Ãîðíî-õèìè÷åñêîì êîìáèíàòå â Æåëåçíîãîðñêå (ïóùåíû â 1961 è 1964 ãîäó, îñòàíîâëåíû â 1992‑ì è 2010‑ì ñîîòâåòñòâåííî). Îíè ñ÷èòàþòñÿ ïåðâûìè â ìèðå ïî-íàñòîÿùåìó ïîäçåìíûìè.
Êîíöåïòóàëüíûé ïðîåêò óñòàíîâêè ñ èíòåãðàëüíûì ðåàêòîðîì «Óíèòåðì»
Äðóãîå äîñòîèíñòâî çàãëóáëåííûõ ÀÝÑ — öåíà âûâîäà èç ýêñïëóàòàöèè.  ñðåäíåì çàòðàòû íà çàêëþ÷èòåëüíîé ñòàäèè æèçíåííîãî öèêëà íàçåìíîãî áëîêà ðàâíû 75–100 % çàòðàò íà åãî ñòðîèòåëüñòâî. Ïîäçåìíûé ìîæíî ïðîñòî çàìóðîâàòü — îñòåêëîâàòü îñíîâíîå îáîðóäîâàíèå ïîñëå èçâëå÷åíèÿ îáëó÷åííîãî òîïëèâà. Òàêàÿ ýêîíîìèÿ ñ ëèõâîé ïîêðûâàåò íà÷àëüíûå ðàñõîäû íà ðàçìåùåíèå áëîêà íà ãëóáèíå.
«Ýêîíîìè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü ïîäçåìíîé ÀÝÑ ìîæíî êîððåêòíî îïðåäåëèòü òîëüêî ïîñëå êîìïëåêñíîãî ðàññìîòðåíèÿ âñåõ ýòàïîâ æèçíåííîãî öèêëà, — ïðåäóïðåæäàåò Äåíèñ Êóëèêîâ. — Íàïðèìåð, ñòîèìîñòü ïîäãîòîâêè ïëîùàäêè è ìîíòàæíûõ ðàáîò ìîæåò êîìïåíñèðîâàòü ñíèæåíèå ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò è öåíû îñíîâíîãî îáîðóäîâàíèÿ çà ñ÷åò îãðàíè÷åííîãî âëèÿíèÿ âíåøíèõ âîçäåéñòâèé. Ïðè çàãëóáëåííîì ðàçìåùåíèè çíà÷èòåëüíî ñîêðàùàþòñÿ ðàñõîäû íà çàùèòíûå ñîîðóæåíèÿ, íà îõðàíó ïåðèìåòðà îáúåêòà. È ýòî áåç ó÷åòà âîçìîæíîãî ñíèæåíèÿ ñòîèìîñòè âûâîäà èç ýêñïëóàòàöèè ìåòîäîì äëèòåëüíîé êîíñåðâàöèè íà ìåñòå».
Òî÷íîå ÷èñëî ïðîåêòîâ ïîäçåìíûõ ÀÝÑ è ÀÒÝÑ, êîòîðûå ðàçðàáàòûâàëèñü â ÑÑÑÐ, â îòêðûòûõ èñòî÷íèêàõ íå ôèãóðèðóåò. Âïðî÷åì, âñå îíè áûëè ñâåðíóòû ïîñëå àâàðèè íà ×åðíîáûëüñêîé ÀÝÑ â 1986 ãîäó.
Íîâûé âèòîê èíòåðåñà
Íà Çàïàäå èäåÿ ïîäçåìíîãî ðàçìåùåíèÿ àòîìíûõ áëîêîâ ñòàëà àêòóàëüíîé ïîñëå òåðàêòîâ 11 ñåíòÿáðÿ 2001 ãîäà â ÑØÀ — âåñü ìèð îáåñïîêîèëñÿ âîïðîñîì, êàê ïðîòèâîñòîÿòü âîçìîæíîìó ÿäåðíîìó òåððîðèçìó. Äîïîëíèòåëüíûé èìïóëüñ íàïðàâëåíèþ ïðèäàëà êîíöåïöèÿ àòîìíûõ ñòàíöèé ìàëîé ìîùíîñòè â ìîäóëüíîì èñïîëíåíèè, ñòàâøàÿ ïîïóëÿðíîé â ñåðåäèíå 2010‑õ. Áëîê ñîáèðàþò íà çàâîäå è ïðèâîçÿò íà ïëîùàäêó ïîëíîñòüþ ãîòîâûì ê ðàçìåùåíèþ. Ïîñòàâèòü åãî â ïîäçåìíûé áóíêåð ïðîùå è äåøåâëå.
«Êîíå÷íî, ïîäçåìíàÿ ÀÝÑ òðåáóåò ïåðåñìîòðà ðÿäà êîíñòðóêòîðñêèõ ðåøåíèé è ïî ðåàêòîðó, è ïî îñíîâíîìó îáîðóäîâàíèþ, âêëþ÷àÿ øèðîêèé ñïåêòð âîïðîñîâ îá îòâîäå îñòàòî÷íîãî ýíåðãîâûäåëåíèÿ. Òî åñòü âçÿòü ïðîåêò íàçåìíîé ÀÑÌÌ è íà÷àòü ñòðîèòü ïî íåìó íà ãëóáèíå 100 èëè 200 ì íå ïîëó÷èòñÿ, íî ïîäçåìíîå ðàçìåùåíèå, ïîâòîðþñü, âïîëíå ìîæåò áûòü ýêîíîìè÷åñêè îïðàâäàííûì, — ãîâîðèò Äåíèñ Êóëèêîâ. — Ïðîåêòû òàêèõ ñòàíöèé åñòü è ó íàøåãî èíñòèòóòà. Ýòî, íàïðèìåð, àâòîíîìíàÿ ïîäçåìíàÿ ÀÑÌÌ íà áàçå ðåàêòîðà «Óíèòåðì‑30», êîíöåïòóàëüíàÿ ðàçðàáîòêà «Ñôåðà».
Ïîäðîáíîñòåé î «Ñôåðå» ó÷åíûå ïîêà íå ðàñêðûâàþò. À «Óíèòåðì» ïðåäíàçíà÷åí äëÿ óäàëåííûõ ðàéîíîâ ñ íåðàçâèòîé èíôðàñòðóêòóðîé. Íà ìåñòî åãî òðàíñïîðòèðóþò ñîáðàííûì. ×òîáû íå äåðæàòü ìíîãî÷èñëåííûé âûñîêîêâàëèôèöèðîâàííûé ïåðñîíàë, íà ïðîòÿæåíèè 25 ëåò ýêñïëóàòàöèè ïåðåãðóçêà òîïëèâà íå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ. Ðåàêòîð — èíòåãðàëüíîãî òèïà, â àêòèâíîé çîíå — òâýëû ñ âûñîêîòåïëîïðîâîäíîé ìåòàëëîêåðàìè÷åñêîé òîïëèâíîé êîìïîçèöèåé, êîòîðûå ðàáîòàþò ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå, ÷òî ñïîñîáñòâóåò óäåðæàíèþ ðàäèîàêòèâíûõ âåùåñòâ â òîïëèâíîé ìàòðèöå ïðè íîðìàëüíîé ýêñïëóàòàöèè è â áîëüøèíñòâå àâàðèéíûõ ñèòóàöèé. Òàêèå òâýëû îáåñïå÷èâàþò ãëóáîêîå âûãîðàíèå òîïëèâà.
 ïðîöåññå èëè íà ïàóçå
 ìèðå îòêðûòûõ ïðîåêòîâ ìàëûõ ÀÝÑ ñ çàãëóáëåííûì ÿäåðíûì îñòðîâîì íå ìåíüøå äåñÿòêà — âñå ðàçíîé ñòåïåíè ãîòîâíîñòè è ñ ðàçíîé ñóäüáîé
 Ðîññèè, íàïðèìåð, â íîÿáðå 2009 ãîäà àäìèíèñòðàöèÿ ãîðîäà Êóøâû â Ñâåðäëîâñêîé îáëàñòè çàÿâèëà î íàìåðåíèè ïîñòðîèòü àòîìíóþ òåïëîýëåêòðîñòàíöèþ ïî ïðîåêòó ÖÍÈÈ èì. Êðûëîâà, Öåíòðàëüíîãî êîíñòðóêòîðñêîãî áþðî ìîðñêîé òåõíèêè «Ðóáèí» è Îïûòíîãî êîíñòðóêòîðñêîãî áþðî ìàøèíîñòðîåíèÿ èì. Àôðèêàíòîâà. Øåñòü áëîêîâ ñ ðåàêòîðàìè ñóäîâîãî òèïà ÊËÒ‑40Ñ õîòåëè ïîìåñòèòü â îòðàáîòàííîé æåëåçîðóäíîé øàõòå «Âàëóåâñêàÿ» íà ãëóáèíå 50 ì. Òâåðäûå ãðàíèòíûå ïîðîäû îáëàäàþò âûñîêîé ñåéñìîñòîéêîñòüþ, â èõ òîëùå íåò ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû, îñàäêîâ è äðóãèõ íåãàòèâíûõ ôàêòîðîâ, ÷òî óäëèíÿåò ñðîê ñëóæáû ñîîðóæåíèé íà äåñÿòêè ëåò. Íà ïîâåðõíîñòü âûâåëè áû òîëüêî ýëåêòðè÷åñêèå òóðáèíû. Ñóììàðíàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ñòàíöèè ðàâíÿëàñü 210 ÌÂò, òåïëîâàÿ — îêîëî 150 Ãêàë·÷.  ïîñëåäíèé ðàç èíôîðìàöèÿ î ïðîåêòå ïîÿâëÿëàñü â 2011 ãîäó.
Áûëè ñîîáùåíèÿ î ñõîäíîì ïî õàðàêòåðèñòèêàì ïðîåêòå ÖÍÈÈ èì. Êðûëîâà äëÿ Ñåâåðî-Çàïàäà. ÀÒÝÑ ïëàíèðîâàëè óñòàíîâèòü â ñêàëüíîì óêðûòèè, êîòîðîå ðàíüøå ïðåäíàçíà÷àëîñü äëÿ àòîìíûõ ïîäâîäíûõ ëîäîê. Êàê ïðîäâèãàåòñÿ ðàçðàáîòêà, ñåé÷àñ íåèçâåñòíî
.
ÊÍÐ
Íà ïëîùàäêå ÀÝÑ «×àíöçÿí» â ïðîâèíöèè Õàéíàíü âîçâîäÿò áëîê «Ëèíëóí‑1». Ìàëûé ìîäóëüíûé ìíîãîöåëåâîé ðåàêòîð ÀÑÐ‑100 ñ âîäîé ïîä äàâëåíèåì ìîùíîñòüþ 125 ÌÂò è áàññåéí âûäåðæêè íàõîäÿòñÿ ïîä çåìëåé. Áëîê áóäåò ïðîèçâîäèòü 1 ìëðä êÂò·÷ â ãîä, ÷òî äîñòàòî÷íî äëÿ ýíåðãîñíàáæåíèÿ 526 òûñ. äîìîõîçÿéñòâ. Êèòàé ðàññìàòðèâàåò ñîîðóæåíèå ÀÝÑ ñ äâóìÿ — øåñòüþ ACP‑100 ñî ñðîêîì ýêñïëóàòàöèè 60 ëåò è 24‑ìåñÿ÷íîé òîïëèâíîé êàìïàíèåé.
Âåëèêîáðèòàíèÿ
U-Battery êîíöåðíà Urenco — ïðîåêò ñòàíöèè ïîäçåìíîãî ðàçìåùåíèÿ ñ äâóìÿ áëîêàìè ïî 4 ÌÂò ýëåêòðè÷åñêîé è 10 ÌÂò òåïëîâîé ìîùíîñòè. Ðåàêòîð — âûñîêîòåìïåðàòóðíûé ãàçîîõëàæäàåìûé, ñ òåïëîíîñèòåëåì ãåëèåì. Ïðîåêòíûé ñðîê ñëóæáû áëîêà — 60 ëåò. Ïåðåãðóçêà òîïëèâà (øàðîâûå òâýëû ñ îáîãàùåíèåì ÷óòü íèæå 20 %) — ðàç â ïÿòü ëåò. Ïåðâóþ U-Battery ïëàíèðîâàëè ïîñòðîèòü â Êåéïåíõåðñòå. Îäíàêî â ìàðòå 2023 ãîäà Urenco îáúÿâèëà î ïðåêðàùåíèè ïîääåðæêè ïðîåêòà èç-çà íåäîñòàòêà èíâåñòèöèé. Ðåøåíèå î ïðîäîëæåíèè ïðîåêòà äîëæíà ïðèíÿòü Íàöèîíàëüíàÿ ÿäåðíàÿ ëàáîðàòîðèÿ Âåëèêîáðèòàíèè, êîòîðîé ïåðåäàíà âñÿ äîêóìåíòàöèÿ ïî U-Battery.
ßïîíèÿ
Ïðîåêò ðåàêòîðíîé óñòàíîâêè ñ ïîäçåìíûì ðàçìåùåíèåì 4S (super safe, small and simple «ñóïåðáåçîïàñíûé, ìàëåíüêèé è ïðîñòîé») ðàçðàáîòàëà Toshiba.  ðåàêòîðå íà áûñòðûõ íåéòðîíàõ ìîùíîñòüþ 10–50 ÌÂò äëÿ îõëàæäåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ æèäêèé íàòðèé.  4S íåò ãðàôèòîâûõ ñòåðæíåé, óïðàâëÿþùèõ õîäîì ðåàêöèè, âìåñòî íèõ — ðåçåðâóàðû ñ æèäêèì ëèòèåì‑6, ýôôåêòèâíî ïîãëîùàþùèì íåéòðîíû. Åùå â 2003 ãîäó Toshiba ïðåäëàãàëà óñòàíîâèòü òàêóþ ìèíè-ñòàíöèþ íà Àëÿñêå — â ãîðîäêå Ãàëèíà, íàñ÷èòûâàþùåì îêîëî 700 æèòåëåé. Îäíàêî âîïðîñ ñ ñîãëàñîâàíèåì ñòðîèòåëüíîé äîêóìåíòàöèè â ðåãóëèðóþùèõ îðãàíàõ ÑØÀ äî ñèõ ïîð íå ðåøåí.
Ôèíëÿíäèÿ
ÀÒÝÑ â ñêàëüíîé ïåùåðå. Kuopion Energia è Steady Energy íàìåðåíû â íà÷àëå 2030‑õ ïðèñòóïèòü ê ñòðîèòåëüñòâó ìàëîé ÀÒÝÑ â ñêàëüíîé ïåùåðå â ãîðîäå Êóîïèî. Ñòàíöèÿ ðàçìåðîì ñ ìîðñêîé êîíòåéíåð áóäåò âûðàáàòûâàòü äåøåâóþ òåïëîâóþ ýíåðãèþ äëÿ öåíòðàëèçîâàííîãî òåïëîñíàáæåíèÿ. Ñðîê ñòðîèòåëüñòâà îöåíèâàåòñÿ â 3,5 ãîäà. Äëÿ ïèëîòíîãî ïðîåêòà ðàññìàòðèâàëèñü òàêæå ñêàëüíûå ïåùåðû Ñàëìèñààðè â Õåëüñèíêè è ïëîùàäêè ýëåêòðîñòàíöèé «Êþìèÿðâè» è «Òåéâààíìÿêè» â Ëàõòè.
ÑØÀ
Íåäàâíî êàëèôîðíèéñêèé ñòàðòàï Deep Fission îáúÿâèë î âûõîäå èç ñêðûòîãî ðåæèìà. Íà ïðåäâàðèòåëüíîì èíâåñòèöèîííîì ðàóíäå ïëàíèðóåòñÿ ïðèâëå÷ü 4 ìëí äîëëàðîâ. Áëîê ìîùíîñòüþ 15 ÌÂò ðàçìåñòÿò â ñêâàæèíå äèàìåòðîì 76,2 ñì íà ãëóáèíå 1,6 êì. Ðåàêòîð PWR ðàáîòàåò ïðè äàâëåíèè 160 àòìîñôåð è ïðè òåìïåðàòóðå àêòèâíîé çîíû îêîëî 315 °C. Òåïëî ïåðåäàåòñÿ ïàðîãåíåðàòîðó äëÿ íàãðåâà âîäû, à ïàð áûñòðî ïîäíèìàåòñÿ íà ïîâåðõíîñòü, ãäå òóðáèíà ïðåîáðàçóåò êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ ïåðåãðåòîãî ïàðà â ýëåêòðè÷åñòâî.
Ñåðèÿ ñîîáùåíèé "Àòîìíàÿ ýíåðãèÿ /2/":
×àñòü 1 - ßäåðíóþ ýíåðãåòèêó õîðîøî îçàäà÷èëè
×àñòü 2 - Òðè ãîäà ïîñëå öóíàìè
...
×àñòü 34 - Ãåíàññàìáëåÿ ÎÎÍ î ÿäåðíûõ îáúåêòàõ Óêðàèíû
×àñòü 35 - Îôèöèîç ÌÀÃÀÒÝ î ñèòóàöèè íà Êóðñêîé ÀÝÑ
×àñòü 36 - Êàê ïðåäëàãàë àêàäåìèê Àíäðåé Ñàõàðîâ
×àñòü 37 - Ñàðêîôàã íå âå÷åí, íóæíà ðåêîíñòðóêöèÿ
×àñòü 38 - Ñâåòëîå âîäîðîäíîå áóäóùåå íàóêîãðàäà?
...
×àñòü 47 - ×åòûðå òåçèñà â "÷åðíîáûëüñêèé" äåíü
×àñòü 48 - «Ñàìûé ñòàáèëüíûé èñòî÷íèê ýíåðãèè»
×àñòü 49 - Ãîíêà íà âûæèâàíèå