Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 

«Мировая энергетика вступает в новую фазу, где главную роль играют ММР. Правительства и технологические гиганты видят в них надежный источник чистой энергии, способный работать круглосуточно.  В отличие от крупных АЭС прошлого, современные проекты обещают гибкость, безопасность  и ускоренные сроки строительства за счет заводской сборки компонентов». (Типовая цитата из ленты новостей)

Профессор Б.Г. Гордон (gordon@secnrs.ru) 

1. В последнее время в атомном бомонде широко обсуждается проблематика развития ядерных реакторов малой мощности (ММР). Иногда эта же аббревиатура обозначает малый модульный реактор. Предполагается их использование не только в энергетике, но и в других отраслях промышленности, нуждающихся в стабильном энергопотреблении.

Например, один из ответственных представителей нашей страны недавно заявил, что Россия уже «планирует перейти на серийное производство малых плавучих и наземных атомных станций для развития технологий искусственного интеллекта», а Еврокомиссия ещё в начале 2024г. даже организовала специальный Европейский промышленный альянс по ММР  с целью ускорения разработки и развертывания их проектов в Европе уже в 2030-х годах. Альянс объединил более 350 заинтересованных сторон, включая представителей промышленности, науки и политики. 

По мнению участников альянса, наряду с выработкой энергии ММР могут быть использованы в отдалённых местах для диверсификации и гибкого регулирования производства электричества, компенсации нестабильности работы возобновляемых источников энергии,  для декарбонизации промышленных процессов таких, как производство водорода опреснение воды и т.п. Важную роль начинает играть организация регулярных конференций МАГАТЭ по ММР, а также снятие Всемирным банком запрета на финансирование проектов в области атомной энергетики.

 Но на базе каких типов реакторов предполагается развитие? С сожалением приходится отмечать, что в многочисленных обзорах состояния дел и перспектив ММР  фигурируют давно известные специалистам типы реакторов: водо-водяной, жидкометаллический, газоохлаждаемый и жидкосолевой, упоминавшиеся ещё с 2000г. в так называемом проекте «Generation-4». Вот и хочется разобраться с таким положением подробней, ведь вполне обоснованы опасения некоторых авторитетных коллег, что нынешняя суета вокруг ММР может оказаться мыльным пузырём, содержание которого давно отвергнуто нашими предшественниками по очевидным им причинам.

Однажды, готовя доклад о перспективах атомной энергетики, я присовокупил к его названию фразу: «Вид сбоку», как характеристика моего ракурса при обсуждении подобной тематики. Действительно, почти сорокалетняя работа в институте научной поддержки регулирующего органа формирует у его сотрудников особый взгляд на отрасль. Всячески желая ей успехов и будучи искренно заинтересованными в её развитии, мы остаёмся свободными в своих оценках и не зависимыми от решения её сиюминутных проблем.

 Следует напомнить, что согласно отечественному законодательству эксплуатирующие организации, в основном, сконцентрированные в Росатоме, отвечают за обеспечение и обоснование безопасности при использовании атомной энергии, а Ростехнадзор осуществляет её регулирование, и это обуславливает его позицию в государственном устройстве. Причём государственные функции Ростехнадзора также установлены законом и их выполнение, в свою очередь, требует специфической компетенции и многообразных знаний  от работников и самого ведомства, и нашего научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности (НТЦ ЯРБ).

Конечно, в целом, тематика ММР имеет множество аспектов, которые трудно охватить даже целому институту, а не то что одному человеку в небольшой статье. Поэтому все мои  дальнейшие рассуждения следует воспринимать как сугубо частные и субъективные мнения стороннего наблюдателя, питающего иллюзию о полезности их обсуждения. Вот почему, несмотря на свои ограниченные возможности, я всё-таки рассчитываю на благожелательное отношение читателей, не раз проявлявшееся в комментариях на мои статьи, и на их снисходительность к моему непреклонному возрасту.

2. По-видимому, впервые я столкнулся с проектом ММР в конце 1980-х годов на семинаре Курчатовского института, в котором принимал участие А.П. Александров. Рассматривался проект атомной станции малой мощности (АСММ), эксплуатация которой не нуждалась во вмешательстве человека, а габариты позволяли разместить её в шахтах распространённого в те годы типа баллистических ракет, выведенных из эксплуатации. Сегодня мы бы назвали её «безоператорной или беспилотной АС». Помнится, большое оживление зала вызвало обоснование массы крышки, обеспечивавшей физическую защиту АС: по замыслу проектантов она должна была быть столь тяжёлой, чтобы два самых мощных трактора не смогли бы её сдвинуть. А на вопрос, почему не три, ответ был, что в нашей стране трое трактористов найдут себе лучшее и более привычное времяпрепровождение, чем баловство или удовлетворение своего любопытства.

В этот период у меня только начало формироваться понимание, что развитие атомной энергетики кардинально зависит от безопасности её объектов в то время, как на семинаре сооружение АСММ по преимуществу обосновывалось экономическими аргументами. Разговоры о модульных реакторах, производимых в заводских условиях и мобильно монтируемых на отдалённых площадках, и в те годы велись уже давно. Но развитие атомной энергетики всё-таки базировалось на реакторах больших мощностей, которые считались более экономичными. Да и сейчас среди эксплуатируемых энергетических и исследовательских реакторов малой мощности ещё нет  по-настоящему модульных реакторов. По-видимому, первые ласточки появились на наших глазах в России и Китае, но большинство стран в настоящее время пока ещё находится на стадиях выбора концепта и проектирования.  

Следующее обращение к этой тематике произошло в связи с участием в проведении конкурса: «АСММ – 91». Этот конкурс был организован Ядерным обществом СССР по поручению Минатомэнергопрома РФ. Время было переходное, чем объясняется смешение   названий государства. Но как говорится: «И тогда мы находили время для шуток». Описание процедур и результаты конкурса содержатся в препринте /1/.

С одной стороны, я входил в состав экспертной команды члена жюри В.А. Петрова, директора НТЦ ГАН РФ (так неофициально назывался в те годы НТЦ ЯРБ), а с другой, –  я уже тогда активно сотрудничал в ядерном обществе с С.В. Кушнарёвым, который был членом оргкомитета конкурса. Полезно напомнить, чем руководствовались 35 лет назад его организаторы, так как до сих пор эти тезисы, в целом, сохраняют свою актуальность. Приведу их краткое изложение. Я не ставлю кавычек именно потому, что самостоятельно сжал текст этих, в общем-то, вполне дискуссионных пунктов.

§  Зона децентрализованного энергообеспечения России занимает около двух третей малонаселённой территории. На ней проживают различные этнические группы населения, уровень жизни которых на десятилетия отстал от уровня подобных групп Северной Америки и Европы.

§  Эта зона содержит значительные залежи полезных ископаемых, добыча которых не ведётся из-за отсутствия необходимой инфраструктуры: энергетики, связи, транспорта.

§  В результате конверсии оборонных предприятий стал доступным для гражданского использования целый ряд проектов ядерных установок, созданных для оборонных целей и отличающихся новизной и высоким уровнем технических решений.

В те годы конверсия производства была распространённым и модным направлением развития отечественной промышленности. Так вот конкурс и был предназначен для выбора конверсионных проектов, наиболее пригодных к применению в качестве источников электричества, тепла и пресной воды. Для его организации было сформировано жюри, оргкомитет и пять экспертных групп по тематике:

- конструкция, безопасность, технология;

- экономика;

- экология;

- эксплуатация;

- организация строительства.

Не могу удержаться, чтобы не обратить внимание на то, что основные критерии отбора относились к социально-экономической сфере. Безопасность, разумеется, не забыта, но не являлась приоритетной.

 Были разработаны и опубликованы Положение о конкурсе и Требования к представляемым материалам.  К концу 1991г. поступили 22 отечественных предложения и одно из США. При подведении итогов жюри заявило, что «только по критериям безопасности (соответствие ОПБ и ПБЯ) можно сравнивать проекты различных мощностей, типов и исполнений». По остальным четырём критериям такое сравнение было бы некорректным в силу целого ряда разнородных причин. В этой цитате приведены сокращения названий документов: «Общие положения обеспечения безопасности АС» и «Правила ядерной безопасности реакторных установок АС».

Но, несмотря на то, что все предложения были разделены по трём группам тепловой мощности:

- менее 10 МВт;

- от 10 до 50 МВт;

- свыше 50 МВТ,

расплывчатость требований и многообразие проектов не позволили жюри принять однозначное решение даже внутри одного мощностного диапазона. Было решено провести второй тур после доработки конкурсных материалов, но в памяти не сохранились результаты продолжения этой деятельности. Участники рассчитывали на организационно-финансовую поддержку своих усилий со стороны государства, но начало  1990-х не благоприятствовало инвестициям. Поэтому только четыре проекта были безадресно рекомендованы к широкому внедрению. Насколько мне известно, из них лишь КЛТ-40 был впоследствии  удачно трансформирован в реакторную установку, претендующую на принадлежность к следующему поколению  и пригодную для  наземного размещения.

Обращало на себя внимание отсутствие ОКБ «Гидропресс» в числе участников, но причины этого мне неизвестны. Зато наряду с НИКИЭТ и ОКБМ среди конструкторских предприятий выступали такие, как ЦКБМ, НПО «Красная Звезда», ВНИИАМ и др.

В тот период я был «молодым» доктором наук, специализировавшимся в области, теплофизики ядерных реакторов, и активно участвовал в целом ряде дискуссий, сопровождавших проведение конкурса. Представляется полезным и интересным вспомнить некоторые из обсуждавшихся тогда аргументов. Очень часто недостатки объекта оказываются продолжением его достоинств, и далее я попытаюсь последовательно рассмотреть ключевые характеристики отдельных аспектов развития ММР, в основном, исходя из приоритета безопасности над всеми остальными интенциями. Кстати сказать, на мой взгляд, всё же было бы более точно называть ММР, как раньше: АСММ. Ведь реактор – только элемент реакторной установки, которая, в свою очередь, является частью АС.

3. Прежде всего, обратимся к проблеме ядерной безопасности, так как способность предотвращать ядерные аварии, на мой взгляд, является важнейшим свойством любых реакторных установок. Именно из такого понимания выросло моё субъективное отношение к перспективам атомной энергетики. Существует распространённое, но, на мой взгляд, недостаточно обоснованное представление, что маленький реактор менее опасен, чем крупный, что им проще управлять и на нём легче экспериментировать. Возможно, в некоторых вариантах конструкций так и есть, во всяком случае, выделенная выше цитата из /1/ и сейчас представляется скорее желательной, чем выполнимой нормой.

В естественных и технических науках принято сравнивать только те количественные величины, чьи значения можно измерить или рассчитать. Если в обосновании ядерной безопасности двух реакторов расчёты удостоверяют выполнение максимальных проектных пределов повреждения твэлов, установленных в ПБЯ, то они оба удовлетворяют требованиям нормативов, и это позволяет надеяться, что их ядерная безопасность обеспечена. Но навряд ли следует вступать в спор, какой из них более безопасен, так как количество продуктов деления является решающим фактором в оценке не только ядерной безопасности реактора, но и  радиационной безопасности человека.

Напомню, что одна является свойством реакторной установки, другая – состоянием защищённости населения. Они различаются по  физическому смыслу, обеспечиваются не одинаковыми методами и оцениваются разными показателями. Это очень важное соображение, которое не всегда учитывается даже специалистами, иллюстрируется хорошо известным феноменом, реализовавшимся на Три-Майл-Айленд, где ядерная авария произошла, топливо частично расплавилось, то есть ядерная безопасность АС была нарушена, но радиационная безопасность населения всё-таки оказалась обеспеченной.

К тому же, например, в ПБЯ численные значения пределов установлены только для конкретных, эксплуатируемых типов реакторов, ведь нормы пишутся на основании имеющегося опыта, «кровью». Так что для новых реакторов других типов пределы безопасности ещё предстоит установить, когда такой опыт будет накоплен, а пока и сравнивать-то не с чем.

Вообще, надо сказать, что человечество довольно часто и легкомысленно обращается с неизмеряемыми понятиями в практике культуры и гуманитарных наук. Такие важнейшие термины, как любовь, свобода, счастье и проч. без  помех используются в разнообразных текстах для сравнения величин и интенсивности содержания этих понятий. Одно из самых известных – это причитание Гамлета: «Но я её любил, как сорок тысяч братьев любить не могут». Здесь внушительное численное значение камуфлирует тот факт, что любовь брата служит масштабом, который, в свою очередь, оказывается неизмеряемым. Да, чтобы далеко не ходить, обратите внимание на первый буллит вышеупомянутых тезисов из /1/. Сравнение уровней жизни разных этнических групп – задача весьма деликатная и дискуссионная.

Кроме того, уже из предыдущего текста видно, что на практике существуют разные виды безопасности. Так, в отечественной терминологии действующего атомного законодательства применительно к АС используются несколько словосочетаний:

§  безопасность при использовании атомной энергии;

§  радиационная безопасность населения;

§  безопасность АС;

§  ядерная и радиационная безопасность АС;

§  ядерная безопасность реакторной установки АС.

В статье /2/ было показано, что каждый термин имеет свой денотат, а такой ассортимент понятий является не упущением специалистов, а следствием сложности рассматриваемых проблем. Там же предложена наглядная система взаимосвязи между перечисленными видами безопасности и установлено, что не все из них имеют количественную характеристику, а значит, не могут быть измерены. Причём первые четыре вида связаны с количеством продуктов деления и активации, а пятый – определяется ещё и величиной вероятности ядерной аварии. Так что, возможно, нам ещё предстоит найти математические методы оценки тех или иных видов безопасности, а пока к попыткам сравнения объектов по их безопасности, по-прежнему, следует относиться весьма осторожно.

Вместе с тем, необходимо проанализировать, насколько сами виды безопасности зависят от мощности реактора. Для этого попробуем воспользоваться количественной моделью, предложенной в книге /3/,  для установления зависимости между вероятностью тяжёлой аварии Р, количеством энергоблоков N, частотой повреждения твэлов λ, рассчитываемой вероятностными анализами безопасности (ВАБ), и временем эксплуатации τ.

P =1 – exp (−Nλτ)                                                                                                (1).

Публикацию этой формулы я всегда предваряю предупреждением, что уравнение (1) получено при таких допущениях, что не следует его рассматривать как формулу для расчёта вероятности тяжёлой аварии, а только как модель, позволяющую примерно описать искомую взаимосвязь аргументов и удобную для оценки тенденций её изменения. В одной из своих работ я даже предположил, что применимость теории вероятностей к расчётам возможного возникновения тяжёлых ядерных аварий должна быть особо доказана, так как теория вероятностей имеет дело с группами событий, а такая авария – единичный случай и после неё объект просто перестаёт существовать в своём прежнем виде. Но развитие этих соображений остаётся за рамками данной статьи.

Во всяком случае, эта модель явственно свидетельствует о том, что чем больше количество самих АС и дольше время их эксплуатации, тем выше вероятность аварии в этой системе объектов. И, отнюдь немаловажно, что такое заключение вполне совпадает со здравым смыслом. А это значит, что ядерная безопасность – это такое свойство АС, которое по мере эксплуатации закономерно падает. То есть, естественной оказывается не ядерная  безопасность, как полагал ряд моих коллег, а её неуклонное снижение в процессе эксплуатации. И это, на мой взгляд,  – ключевая мысль данного текста. И, к слову сказать, не менее важно помнить о том, что все три крупнейшие аварии на АС были заранее предсказаны математическими расчётами, но сценарии и последствия казались столь невероятными, что мало кто из современников поверил этим расчётам. Возможно, случайность является остатком от не до конца осознанного детерминизма.

Для особо дотошных читателей напомню, что сценарий аварии, похожей на ту, что произошла на Три-Майл-Айленд, был рассмотрен профессором Н. Расмуссеном в известном отчёте WASH-1400 в 1975г., то есть до аварии. Возможные последствия недостатков РБМК были предсказаны в не менее знаменитом отчёте Курчатовского института, выпущенном  в начале 1980-х годов, до Чернобыльской катастрофы, а на необходимость увеличения высоты дамбы, защищающей от цунами, было указано по результатам миссии МАГАТЭ в 2007г. до аварии на АС Фукусима.

Вместе с тем, безопасность АС имеет не только вероятностную, мнимую составляющую,  но и действительную, детерминированную количеством продуктов распада на площадке. Так что риск тяжёлой аварии, рассчитываемый как произведение величины последствий аварии на её вероятность, естественным образом возрастает в процессе эксплуатации. Это происходит не только за счет увеличения вероятности аварии, но ещё и потому, что в реакторе свежее топливо непрерывно превращается в отработавшее (ОЯТ), в котором радиоактивность продуктов деления и активации возрастает. И далее мы ещё неоднократно будем возвращаться к этому феномену.

Разумеется, сказанное выше применимо для реакторов любой мощности, но данная модель  привлекает внимание к тому также не очевидному факту, что для получения мощности, скажем, в 1000 МВт нужно соорудить 100 ММР мощностью 10 МВт. А значит, чтобы добиться одинаковых вероятностей тяжёлой аварии, частота повреждения твэлов λ на ММР должна быть на два порядка ниже, чем для большого энергоблока. Это предъявляет повышенные требования к надёжности оборудования ММР и в таком случае, скорее всего, мы выйдем за существующие пределы достоверности расчётов ВАБ, так что целевые ориентиры безопасности АС и другие вероятностные показатели, установленные в ОПБ, придётся пересматривать специально для ММР. Таким образом, малые реакторы наряду с рассматриваемыми далее достоинствами (интегральная компоновка, заводское изготовление и т.д.) заранее будут обязаны иметь на два порядка большую ядерную безопасность по сравнению с традиционными. И основная проблема состоит не только в том, как этого добиться в реальности, а ещё и в том, как это подтвердить количественными методами.

4. Наряду с проблемами ядерной безопасности необходимо учитывать особенности физической защиты ММР. В упомянутой статье /2/ предложено использовать более общий термин «сохранность» ядерных установок (ЯУ), ядерных материалов (ЯМ) и радиоактивных веществ (РВ), под которой понимается просто эффективная работа двух систем:

учёта и контроля ЯМ и РВ и

физической защиты ЯУ и ЯМ.

Можно вместо сохранности использовать понятие «специальная безопасность» по аналогии с наименованием структурного подразделения Ростехнадзора.

Так же, как ядерная безопасность, сохранность имеет сугубо вероятностный характер, то есть при нормальной эксплуатации систем учёта, контроля и физзащиты никаких детерминированных воздействий на человека и окружающую среду не происходит. Они могут появиться только при нарушениях сохранности, которая таким образом наряду с ядерной, промышленной и пожарной безопасностью входит в состав потенциальной составляющей понятия «безопасность АС», как показано в /2/.

Конечно, проблемы учёта, контроля и физической защиты проще всего решаются при размещении ММР в заведомо охраняемых зонах, в местах расположения воинских частей и других закрытых территориях. И они по-разному решаются для ММР, управляемых оператором, и, так сказать, беспилотных реакторов, один из которых был упомянут в начале статьи.  Да и сам тот пассаж был написан именно для того, чтобы подчеркнуть мысль о кардинальной важности проблем сохранности ЯУ и ЯМ. В частности, обеспечение сохранности управляемых оператором ММР может оказаться относительно дорогим, так как уменьшение мощности приведёт отнюдь не к пропорциональному снижению затрат на содержание систем учёта, контроля и физзащиты. И здесь уже не удастся игнорировать экономические аргументы, так как вклад стоимости этих систем может оказаться значительным.

Таким образом, эту особенность ММР надо иметь в виду, так как условия их размещения в малонаселённых регионах могут представлять не меньшую проблему, чем обеспечение их ядерной безопасности. Например, вполне возможно, что площадка охраняемого периметра отнюдь не будет уменьшаться пропорционально мощности реактора, так как на ней должны будут ещё располагаться хранилища отработавших модулей, содержащих ОЯТ и выполняться другие специфические требования по размещению АС.

5. Главными преимуществами ММР считаются вышеупомянутые интегральная компоновка и заводское изготовление модулей. В зависимости от типа реакторной установки оборудование АСММ может состоять из нескольких элементов и систем. Например, для ВВЭР интегральная компоновка может включать в себя реактор, парогенераторы, циркуляционные насосы, а также следующие системы: компенсации давления, аварийного охлаждения активной зоны, пассивного отвода тепла, локализации течи из первого контура и т.д. Всё оборудование может размещаться в страховочном корпусе, который способен выполнять функции дополнительного физического барьера.

Таким образом, заводское изготовление целых модулей представляется очевидным преимуществом ММР, которые привозятся на площадку и монтируются с неядерной инфраструктурой различного состава. По-видимому, так же на заводе в реактор должно быть помещено и ядерное топливо.

Однако при интегральной компоновке существенно ухудшается ремонтопригодность оборудования, что выдвигает повышенные требования к надёжности и безотказности работы всех элементов и систем интегрального модуля. При этом нельзя исключать, что сама транспортировка может стать причиной повреждений оборудования, содержащегося внутри страховочного корпуса.

Наряду с этим  существуют сомнения в способности страховочного корпуса выполнять функции контейнера для перевозки топлива. Они особенно усиливаются при обратных путешествиях, когда в реакторе уже будет содержаться не свежее топливо, а существенно более радиационно опасное ОЯТ. Тут существуют два варианта. Перегрузка ОЯТ может производиться на площадке АСММ, но тогда она теряет важное преимущество, так как должна быть предусмотрена вся инфраструктура для хранения и обращения с ОЯТ на площадке. А если перегрузка ОЯТ будет производиться на заводе, то на площадке АС всё равно должны быть предусмотрены хранилища, в которых отработавшие ММР выдерживаются до состояния, пригодного для их транспортирования по условиям радиационной безопасности человека. И, кстати сказать, сами заводы должны будут располагаться вдали от крупных поселений согласно требованиям радиационной безопасности населения.

При этом габариты страховочного корпуса постараются сделать такими, чтобы они позволяли беспрепятственное перемещение по железным дорогам или обеспечивали транспортировку в стандартных железнодорожных контейнерах. Это также очень важный момент, так как при транспортировании модуля отработавшей реакторной установки возникнут особые проблемы радиационной защиты.

Вот недавно промелькнуло сообщение, что при перевозке неядерного оборудования для БРЕСТа «вместе с транспортировочной упаковкой общий вес груза составил почти 2 000 тонн. Высота каждого из отгруженных изделий сравнима со средней «пятиэтажкой» и превышает 15 метров, ширина с упаковкой достигает 10 метров». Очевидно, что это намного больше габаритов реакторов и парогенераторов для традиционных АС, у которых диаметр корпуса реактора не превышает 5м. По-видимому, транспортировка осуществлялась по воде и спецавтомобилями. Ну, что ж, значит, по этим параметрам БРЕСТ не относится к ММР.

6. Далее кратко рассмотрим некоторые специфические аспекты применения ММР, которые обсуждались в разных аудиториях. Так, например, во многих конструкциях используется естественная циркуляция теплоносителя и предусматриваются пассивные системы безопасности. Исключение активных устройств, как правило, повышает ядерную безопасность, так как при естественной циркуляции теплонапряжённость и расход теплоносителя меньше, чем при вынужденном движении.

Но естественная циркуляция более чувствительна к возникновению препятствий движению теплоносителя, таких как резкие изменения геометрии, коррозионные отложения, застойные зоны, неконденсирующиеся газы и т.п. Вместе с тем, стремление к экономичности будет провоцировать повышение давления теплоносителя и температурного напора в элементах оборудования, содержащих продукты деления и активации, что отрицательно скажется на ядерной безопасности.

7. Очевидно, что увеличение мощности энергоблоков так же, как их серийное изготовление, приводит к снижению стоимости единичной мощности, значит, экономическая эффективность энергетики на базе ММР, во многом, будет определяться балансом противоположных тенденций и, в конечном счёте, – величиной серии. Здесь имеются в виду не мелкие серии штучных реакторов, конструкции которых постоянно совершенствовались на базе опыта эксплуатации, а сотни или даже тысячи идентичных объектов, собираемых на  конвейерах. Кажется, что мы до конца не представляем всего множества проблем, которые возникнут при организации серийного производства ядерных реакторов.

Вместе с тем, сама серийность изготовления ММР может стать ловушкой для развития атомной энергетики в случае внезапного снижения потребностей в их сооружении по самым разным причинам, включая аварии. Ведь от непрерывного изготовления всей серии объектов зависит их себестоимость и вся экономика производства.

Насколько я могу судить, наибольших успехов в создании серийных АС на базе американских технологий достигла Франция. Сейчас её практику пытается освоить Китай, развивая у себя многообразные технологии различных стран. Но использование опыта эксплуатации для совершенствования таких сложных объектов, как АС, до сих пор приводило лишь к мелкосерийному производству. Крупные серии потребуют тщательной отделки и унификации продукта с тем, чтобы обеспечить его конвейерное изготовление. По-видимому, для этой цели следовало бы разрабатывать специальные конструкции ММР, а не пытаться приспособить имеющиеся реакторы к выводу на сушу.

8. Каждый теплофизик, имевший дело с теорией подобия знает, что изменение размеров объекта может приводить к необходимости учёта новых физических явлений. А значит, например, для ВВЭРов малого масштаба понадобятся дополнительные экспериментальные обоснования, так как в расчётных уравнениях аварийных режимов и в их граничных условиях появятся новые члены. Уменьшение размеров приводит к искажению геометрии, возникновению новых объёмных эффектов, не пропорциональному влиянию изменения мощности и проч. А эти явления могут напрямую влиять на обеспечение ядерной безопасности.

9. Важным преимуществом ММР также считается возрастание длительности топливной кампании, которая обеспечивается рядом факторов, в том числе, повышенным обогащением топлива. Но при этом должны будут измениться требования к материалам и конструкциям активных зон, к условиям обращения и транспортирования ОЯТ и РАО, к их физической и радиационной защите и т.д. То есть создание самого ядерного топлива становится важной и весьма нетривиальной проблемой, решение которой зависит от его химического состава, геометрии, компоновки и проч.

10. Само же обращение с ОЯТ и РАО также будет иметь свою специфику, зависящую от конструкции реактора, обогащения и т.д. Как было сказано, вероятно, на площадке должны будут предусмотрены хранилища отработавших модулей, выдерживаемых перед транспортированием их к месту выгрузки топлива. Да и на заводе по изготовлению и снаряжению модулей должно быть организовано хранилище для ММР, содержащих ОЯТ. Соответственно, должны будут пересмотрены и усовершенствованы процедура и логистика всего жизненного цикла ММР, включая их вывод из эксплуатации.

11. Каждый  ММР может эксплуатироваться автономно или несколько таких модулей могут работать на одну турбину. Вместе с тем, при объединении модулей возникают проблемы устойчивости при их совместной работе, неравномерности расходов теплоносителя, управления комплектами модулей и т.п.

12. Разумеется, для стран-новичков ММР имеют более перспективный импортный потенциал, чем реакторы большой мощности. Начинать вступление в «ядерный клуб» во всех случаях легче с небольших объектов. Но при этом следует помнить, что для использования атомной энергии необходимо создавать целый комплекс государственных, социальных и технических новаций, слабо зависящих от мощности реактора. Как большой, так и маленький реактор потребуют целого ряда организационных усилий для создания нормативной и правовой основы использования атомной энергии.

Вместе с тем, наряду с политической волей государства и технологической приемлемостью промышленности в каждой стране, стремящейся в «ядерный клуб», должно формироваться и долговременно поддерживаться общественное признание необходимости атомной энергетики. Хотя современная практика распространения АС российского дизайна по другим странам не совпадает с этой рекомендацией, что вызывает у многих специалистов опасения в своевременности и допустимости такого развития именно с точки зрения обеспечения ядерной безопасности.

13. Также представляется очевидным, что в отдалённых местах при работе одиночных модулей в составе локальной энергосистемы необходимо будет предусмотреть дополнительную  инфраструктуру, в том числе, резервирование мощности или специальные аккумуляторы для регулирования энергопотребления в системе, что непременно скажется на экономике использования ММР.

14. В описаниях нынешнего состояния дел по развитию ММР часто упоминается «неготовность органов регулирования безопасности», в частности, отсутствие необходимой нормативной документации для конструирования и проектирования ММР.  Мне видится в этом отчасти недоразумение, а отчасти лукавство.

Ведь в отечественном законодательстве не выделяются в отдельную категорию новые объекты, а в законе /4/ чётко сказано, что анализы обоснований безопасности объектов использования атомной энергии проводятся на соответствие «законодательству Российской Федерации, нормам и правилам в области использования атомной энергии, современному уровню развития науки, техники и производства». Ведь сами нормы и правила создаются  на базе, в первую очередь, опыта эксплуатации, которого для новых объектов не может существовать по определению. А создание национального органа регулирования безопасности как раз входит в состав государственных новаций, отмеченных в предыдущем разделе. Во всяком случае, создать ведомство много сложнее, чем написать бумагу о его необходимости.

15. Часто можно слышать, что для ММР могут быть облегчены требования к их размещению, которые будут зависеть от типа реакторов. Но такие надежды могут не реализоваться в связи с проблематикой, рассмотренной в разделах 3, 4. Также ожидается, что высокая стоимость ММР на старте их распространения всё-таки уменьшится по мере развития их заводского производства, хотя суммарные затраты человеческих и материальных ресурсов для сооружения системы ММР скорее всего всё равно останутся выше, чем для крупного реактора эквивалентной мощности. Разумеется, определённое значение будут иметь время сооружения, площадь, потребная для размещения, и другие экономические факторы.

16. Подводя итоги всему сказанному, следует обратить внимание на то, что современные планы развития атомной энергетики базируются не на каких-то новых технологиях и научных изобретениях, а на естественных запросах локальных потребителей электроэнергии и незнании или забвении уроков произошедших аварий.  Конечно, АС остаётся весьма эффективным источником энергии до тех пор, пока не происходит тяжёлая авария, поэтому ключевой проблемой дальнейшего развития отрасли является обеспечение ядерной безопасности любых АС независимо от их мощности. Три крупных аварии, произошедшие в атомной энергетике, свидетельствуют, что отношение и специалистов, и населения к АС до и после аварии кардинально изменяется. И следует помнить, что все мы всегда находимся в промежутке времени до аварии, и дай нам Бог находиться в этом периоде как можно дольше.

Легко видеть, что в настоящее время информационная суета вокруг ММР значительно активнее, чем реальная деятельность. Даже если считать поштучно, то в мире всё ещё сооружается в несколько раз больше традиционных реакторных установок, чем малых. А при их сопоставлении по величине установленной мощности вклад ММР представляется просто мизерным. Таков нынешний status quo. 

Так что, пока мы находимся в самом начале пути, важно подчеркнуть, что главный источник моего нынешнего скептицизма по поводу перспектив малой энергетики всё же состоит в отсутствии новых концептов ММР, основанных на принципиальных отличиях от действующих  повсеместно реакторов большой мощности. А главной причиной этого представляется отсутствие изобретателей и профессоров, способных придумать, предложить и развить новые технологии. Конечно, к новизне склонна, в первую очередь, пассионарная молодёжь, но её следует правильно направить и поддержать, а это  возможно только при активном соучастии креативных учителей.

Не случайно в последние годы весьма энергично развиваются разного рода проекты по вовлечению школьников и студентов в  многочисленные творческие союзы и мероприятия в атомной отрасли.  Ведь это много легче, чем культивировать в среде опытных, но возрастных  специалистов стремление к разработке новых конструкций реакторных установок. К сожалению, на тех кафедрах и в тех институтах, в которых прежде возникали новые концепты, уже долгое время не наблюдаются свежие идеи. И поэтому кажется, что их персонал только и занимается повторением пройденного, а сами институты не стремятся на пути так необходимых открытий, в том числе, и в области создания новых типов ММР.

17. Впрочем, умение смотреть на отрасль со стороны и собственный жизненный опыт располагают к надеждам, что существующие проблемы разрешатся и трудности будут преодолены самым неожиданным и неведомым нам сегодня образом. Мы от рождения привыкали полагаться на случай, на авось и, в конце концов, всё складывалось успешно. Такая «привычка свыше нам дана: замена счастию она». А может быть, она и составляет наше счастье, ведь поколения людей сменяются неотвратимо, тогда как новые типы реакторов могут возникнуть только в результате вероятностных, случайных удач.

Я искренно полагаю, что в стране, где широко развита традиция нарушения всяческих традиций, обычаев и правил, только и остаётся, что рассчитывать на непредвиденные достижения, на существование   людей, способных получать информацию об окружающей среде способами, выходящими за рамки канонических чувств. Но, во всяком случае, обнадёживает то, что законодательная, регулирующая и научная основа использования атомной энергии в нашей стране, в создании которой мы все в разной степени принимаем участие, вполне готова для появления инновационных ММР.

Литература

1. Заключение центрального жюри конкурса «АСММ – 91». Препринт ЯО СССР, М. 1992.

2. Гордон Б.Г. Взаимосвязи нормативных видов безопасности. Атомная стратегия ХХI, февраль, 2018.

3. Гордон Б.Г.  Идеология безопасности. М.: НТЦ ЯРБ, 2006.

4. Федеральный закон «Об использовании атомной энергии», 170-ФЗ от 21.11.1995.