Взгляд из Петербурга

Гибель дракона

Подробности

Автор: Николай ЮТАНОВ

Специально для Взгляда из Петербурга. Май 2013

Дело Фукушимы, или почему развитие мировой атомной энергетики может идти только по русскому сценарию

Обвиняемая

АЭС «Фукушима-1»  – атомная электростанция, расположенная в городе Окума в уезде Футаба префектуры Фукушима. До аварии 2011 года её шесть энергоблоков мощностью 4,7 ГВт делали Фукушиму-1 одной из 25 крупнейших атомных электростанций в мире. Введена в эксплуатацию в 1971 году. Тип реакторов – кипящие (BWR)[1]. Общая мощность – 4,7 ГВт. Планировалось строительство еще двух реакторов (ABWR)[2] общей мощностью 2,8 ГВт. Планы отменены в апреле 2011 года.

12 марта в 6:36 по UTC на первом энергоблоке АЭС произошёл взрыв, в результате которого обрушилась часть бетонных конструкций. Причина взрыва – образование водорода в результате пароциркониевой реакции при высоких температуре и паросодержании. Корпус реактора не пострадал, была разрушена внешняя оболочка блока из железобетона. Четыре человека, принимавшие участие в работах на станции, получили ранения и были направлены в больницы.

Уровень радиации на границе промплощадки станции сразу после взрыва достиг 1015 мкЗв/час, через 4 минуты – 860 мкЗв/час, через 3 часа 22 минуты – 70,5 мкЗв/час[3].

В пробах, взятых передвижными лабораториями за территорией промплощадки АЭС, был обнаружен радиоактивный цезий, что может указывать на негерметичность оболочек некоторых ТВЭЛов, однако количественных данных не было приведено.

В 12:20 стало известно, что Генеральный секретарь правительства Японии подтвердил информацию об утечке радиации.

12 марта не позднее 7 утра местного времени почти все стержни расплавились и упали на днище реактора. Несмотря на подозрение наличия течи корпуса реактора, серьезные повреждения днища считаются маловероятными[4].

Реакторы три дня стояли и просили пить. Но чиновники воды не давали. Только раскалившись до предела, реакторы стали обнажать активные зоны[5].

Состав преступления

Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии. Авария уровня 7 по шкале INES.

По сути – «тень Фукушимы» накрыла мир на сто лет.

«На полную ликвидацию последствий аварии на японской АЭС "Фукусима-1" потребуется до 100 лет. Именно столько будет плавиться топливо в поврежденных реакторах», – заявил в интервью телеканалу ABC доктор Джон Прайс, бывший сотрудник британской Национальной ядерной корпорации.

«Поскольку вода просачивается (из реакторов), ее придется постоянно доливать (чтобы охлаждать топливо), поэтому утечка будет продолжаться все время», – рассказал эксперт. По его словам, прежде чем можно будет безопасно извлечь поврежденные топливные стержни, пройдет 50 – 100 лет. «Это значит, что и сама станция, и работающие на ней люди должны находиться под самым пристальным наблюдением в течение очень долгого периода времени», – пояснил он.

Более оптимистичен Лоуренс Уильямс, профессор ядерной безопасности из университета Центрального Ланкашира. По его словам, температура и давление в реакторах последние две недели стабильны, что позволяет заливать их водой, не опасаясь серьезных выбросов радиации. Однако он признал, что для нормализации ситуации еще потребуется время[6].

Отягчающие обстоятельства

Радиоактивному загрязнению в результате мартовской аварии на АЭС «Фукушима»-1 подверглись восемнадцать из сорока семи префектур Японии: Мияги, Тотиги, Ибараки, Ямагата, Фукушима, Гумма, Сайтама, Чиба, Токио, Канагава, Ниигата, Акита, Иватэ, Сидзуока, Нагано, Яманаши, Гифу и Тояма. При расчете повышенного радиационного фона и загрязнения территорий изотопами ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs поражению подверглись до 3% японских земель. Отметим, что период полураспада цезия-134 составляет два года, в то время как цезия-137 – тридцать лет[7].

К осени 2012 года возникло подозрение о радиоактивном заражении рыбы в акватории Тихого океана, прилегающей к границам Российской Федерации.

Главный государственный санитарный врач России Геннадий Онищенко высказал опасения по поводу радиационного фона дальневосточной рыбы. По его словам, морская рыба в этом районе может представлять опасность из-за последствий аварии на японской атомной станции «Фукусима» в 2011 году, сообщает РИА Новости.

«Нас уже начинает беспокоить целый ряд морских рыб», – заявил глава Роспотребнадзора. Он считает, что выбросы в океанические воды радионуклидов сами по себе не могли представлять опасность. «Но оседание их в планктоне и прохождение по пищевым цепочкам рыб в конечном итоге должны были себя проявить», – сказал Онищенко.

Главный Госврач отметил, что, по наблюдениям Роспотребнадзора, морской карась, камбала двухцветная, терпух японский, камбала япономорская и дальневосточный морской карась уже начинают фонить.

По мнению Онищенко, необходимо продолжать наблюдение за перечисленными видами рыб в ДФО[8].

Рецидивы

Постоянные вплоть до весны 2013 года утечки радиоактивной воды из резервуаров хранения в океан.

Еще одно хранилище для радиоактивной воды на АЭС «Фукусима-1» могло дать течь. Об этом сообщила сегодня компания-оператор станции «Токио электрик пауэр» /ТЭПКО/, однако подчеркнула, что объемы вытекшей воды крайне малы.

Это уже второй инцидент с утечкой радиоактивной воды на АЭС «Фукусима-1» за последние несколько дней. О первом «Токио электрик пауэр» сообщила еще в пятницу. Тогда из резервуара вытекло более 167 т радиоактивной воды, что, однако, не превысило полутора процентов от общего объема. Специалисты ТЭПКО особенно подчеркнули, что в океан эта вода не попала, а осталась в почве. В субботу утром работники столичной энергокомпании приступили к перекачке оставшихся 13 тыс т воды в другие специальные резервуары – на это у них может уйти до пяти дней. Ранее ТЭПКО проинформировала, что уровень радиации на месте утечки составлял 6 тыс беккерелей на куб. см...»[9]

Более тридцати лет прошло после катастрофы АЭС на Трехмильном острове в США и более четверти века со времен Чернобыля. Казалось бы, страхи начали блекнуть, а многочисленные мифы развеиваться. Атомная энергетика стабильно продолжает производить свою законную шестую долю мирового энергетического пирога. Самое время думать о развитии отрасли, а главное – о разработке и запуске новых, современных реакторов. Более мощных, с более высоким уровнем безопасности, основывающихся на иных схемах получения энергии, а главное – избавленных от проблем с переработкой и захоронением отработанного ядерного топлива.

Но 28 марта 2011 года страх перед атомным огнем с новой силой обрушивается на планету Земля. Преступление перед будущим свершилось. Человечество снова хочет тотально отказаться от уникальной возможности получать дешевую энергию в практически неограниченных количествах.

Как положено в приличном расследовании,  проведем первичный анализ обстоятельств преступления и рискнем указать на настоящих преступников.

Конструкция

Кипящий водо-водяной реактор (Boiling Water Reactor (BWR)) – тип корпусного водо-водяного ядерного реактора, в котором пар генерируется непосредственно в активной зоне и направляется в турбину. В кипящих реакторах пароводяную смесь получают в активной зоне. Давление воды в первом контуре составляет около 70 атм. При этом давлении вода закипает в объёме активной зоны при температуре 280 °C. Кипящие реакторы обладают рядом достоинств по сравнению с некипящими. В кипящих реакторах корпус работает при более низком давлении, а в схеме АЭС нет парогенератора. Особенность кипящих реакторов заключается в том, что у них отсутствует борное регулирование, компенсация медленных изменений реактивности (например, выгорания топлива) производится только межкассетными поглотителями, выполненными в виде креста. Борное регулирование неосуществимо из-за хорошей растворимости бора в паре (большая его часть будет уноситься в турбину). Бор вводят лишь на время перегрузки топлива, чтобы избежать критического режима работы системы (иначе – для создания глубокой подкритичности). В большинстве кипящих реакторов поглощающие стержни системы управления и защиты располагаются снизу. Это заявляется как повышение их эффективности, так как максимум потока тепловых нейтронов смещён в реакторах такого типа в нижнюю часть активной зоны. Конструкция очень удобна при перегрузках топлива и освобождает верхнюю часть реактора от дополнительных приводов[10].

Реакторы BWR – одни из первых серийных реакторов, запущенных в производство компанией General Electric еще в начале 50-х годов XX века. Реакторы надежные и энергоэффективные, но в целом – морально устаревшие и более не строящиеся. Последний BWR был запущен в Японии в 1998 году.

Основными  недостатками реакторов такого типа являются: коррозия оболочек в кипящем режиме и большие размеры корпуса[11].

Эти печальные проблемы, безусловно, сказываются на сейсмоустойчивости реакторных схем и корпусных конструкций АЭС. Любопытно, что как правило эта тема подается исключительно в мифологическом ключе. Особенно эффектно это звучало 11 марта 2011 года.

Что касается радиационной угрозы, думаю, что существующая конструкция атомных станций и ядерных реакторов достаточно надежда. Во-первых, они рассчитаны на различные аномальные воздействия. Во-вторых, Япония является мировым лидером именно по сейсмоустойчивости ядерных конструкций – это признается во всем мире. Думаю, что угрозы радиационной безопасности нет. Хотя, повторюсь, ситуация очень неординарная, требующая активного вмешательства[12].

В какой-то степени автор этих слов прав. Поведение конструкций АЭС при сейсмической активности рассчитывалась, но удивляет, что в случае реакторов BWR эти расчеты были связаны только с сейсмоустойчивостью материалов, из которых изготавливалась конструкция АЭС.

Анализ сейсмоустойчивости производится на основе параметров, использованных при возведении АЭС материалов. Однако до сих пор очень небольшое внимание было уделено вопросу ослабления конструкций вследствие износа, несмотря на важность вопроса...

Сложно осуществлять наблюдение за коррозийными повреждениями в стальной арматуре. В результате, снижение прочности может остаться незамеченным. Механизмы разрушения бетона посредствам коррозийных процессов, сходных с интенсивными дозами излучения, до сих пор в большей степени остаются не исследованными. Они с трудом поддаются количественной оценке, их трудно подтвердить экспериментальными данными[13].

Согласно монографии профессора Адольфа Бирбраера[14] при строительстве советских легководных реакторов ВВЭР рассчитывалась сейсмоустойчивость конструкций в целом – трубопроводной системы, кабельного хозяйства. И даже проводились стендовые испытания. Сейсмоустойчивость реакторов ВВЭР была как минимум подтверждена на практике: Армянская АЭС выдержала разрушительное Спитакское землетрясение 1988 года. В районе станции сила подземных толчков достигала 6,25 балла по шкале Рихтера. И самое интересное – гидроамортизаторы для Армянской АЭС были изготовлены в Японии...

Прав был Илья Платонов: атомные электростанции надежны. И к их надежности немалые усилия приложили и японские инженеры.

Эксплуатация

Судя по всему, здесь начинается одна из главных интриг этой детективной истории.

29 августа 2002 года в 18:00, Ядерное Индустриальное Агентство Безопасности (NISA) объявило на пресс-конференции, что TEPCO фальсифицировал добровольные инспекционные сообщения и скрывал это много лет. TEPCO в тот же самый день, но позднее на пресс-конференции подтвердил наличие установленных фактов.

По данным агентства, TEPCO фальсифицировал инспекционные отчеты и пытался скрыть трещины в 13 кожухах реакторов на 17 атомных электростанциях, принадлежащих TEPCO, включая Фукусиму I (6 реакторов), Фукусима II (4 реактора), и Кашивасаки-Карива (7 реакторов). Однако агентство утверждало, что это не должно быть проблемой для безопасности атомных электростанций. Как ни странно, но данная агентством оценка безопасности была основана на обследованиях TEPCO. Правонарушения TEPCO были выявлены благодаря информации, переданной бывшим инженером Международной Корпорации Дженерал Электрик (GEII) в июле 2000 тогдашнему Министерству международной экономики и промышленности (MITI) (прежнее название Министерства экономики, торговли и промышленности, METI). Предупреждения показали фальсификацию инспекционных отчетов относительно трещин в корпусе, так же как и попытки скрыть ремонтные работы по трещинам редактированием видеолент[15].

Первый заместитель гендиректора Росэнергоатома Владимир Асмолов в свое время написал:

«Прошли аварии в Пенсильвании на АЭС "Трехмильный остров" в 1979-м, прошел Чернобыль в 1986-м. Мировое сообщество, выучив уроки этих аварий, разработало основные подходы по обеспечению безопасности, основанные на принципе глубокоэшелонированной защиты. На всех АЭС мира постоянно проводились модернизации, направленные на повышение безопасности, основанные на новой базе знаний, на углубленных анализах безопасности! Но на АЭС "Фукусима" не менялось ничего!»[16]

Боюсь, что асмоловское «Ничего!» здесь не применимо. Процесс был здесь совсем иным. Несчастная станция «Фукушима даиичи» стала жертвой непристойного обмана, попав в моральный разрыв психологии примитивного крупного бизнеса. Здесь и не предполагалось никакого изменения. Все это наложилось на попустительство предыдущих правительств и полное отсутствие опыта управления страной у партии, пришедшей к власти в канун катастрофы.

Ситуация усложняется политическим аспектом. Недавно в Японии к власти пришла партия, которая 40 лет была в оппозиции и лучше умеет критиковать, чем работать, тем более в кризисной ситуации¹⁶.

После скандала 2002 года реакторы АЭС «Фукушима» продолжали работать еще девять лет! И продолжала бы работать, если бы разлом Канто не сдвинул острова мощнейшим толчком.

Катастрофа

Сложная тектоническая картина Японских островов известна всем. Смыкание  нескольких тектонических плит – Северо-Американской , Филиппинской и Тихоокеанской – задает высочайший уровень сейсмической опасности. С другой стороны, в текущем политическом раскладе других территорий у Японской империи нет. Если после Токийского землетрясения 1923 года даже шло обсуждение о переносе столицы Империи в Сеул, то в начале XXI века даже это уже невозможно. А требования современного энергопотребления ставит Японию – одну из ведущих экономик мира – в абсолютную зависимость от генерирующих мощностей на своей территории.

Рис. 1. Тектоническая карта региона Японских островов[17]

Землетрясение произошло в западной части Тихого океана в 130 км к востоку от города Сендай на острове Хонсю. По данным Геологической службы США, эпицентр находился в 373 км от Токио. После основного толчка магнитудой 9,0 в 14:46 местного времени последовала серия афтершоков более 7 магнитуд. Всего после основного толчка зарегистрировано более четырёхсот афтершоков силой 4,5 и более магнитуд (!).

Очаг землетрясения распространяется от взморья префектуры Иватэ до взморья префектуры Ибараки. Японское метеорологическое агентство сообщает, что это землетрясение, возможно, произошло в результате подвижки в зоне разлома от Иватэ до Ибараки с длиной 400 км и шириной 200 км. Анализ показал, что землетрясение представляет собой серию из трёх толчков. Было отмечено, что это землетрясение, возможно, имеет такое же происхождение, что и крупное землетрясение 1896 года, тоже вызвавшее большое цунами.

Само по себе это землетрясение не было особенно разрушительным, основной ущерб был причинён в результате цунами.

На восточном конце Евразии, занимающей  половину  Северного  полушария, умирал Дракон. Дракон корчился в жестоких судорогах. Его тело –  изогнутое,  словно  в погоне за шаром, с задорно поднятым хвостом – сейчас было охвачено  огнем, окутано дымом. Его крепкий хребет,  между  шипами  которого  росли  густые зеленые леса, растрескался, и из этих ран, пульсируя, била горячая  кровь. Из глубин Куросио, ласкавшего его с древнейших времен, выглянула смерть  и с хищностью голодной акулы своими страшными зубами вгрызлась  в  его  бок. Она отрывала кусок за куском, и живое, кровоточащее  мясо  исчезало  в  ее ненасытной утробе – в беспредельной пучине океана.

На южной стороне  Центрального  тектонического  района  южные  половины Кюсю, Сикоку и полуострова Кии были уже отодраны от тела Дракона и большей частью поглощены морем.  В  краях  Канто  и  Тохоку  широкая  полоса  воды отделила полуостров  Бофуса  от  Хонсю,  его  выступающая  в  океан  часть погрузилась более чем на десять метров, а побережье Рикутю тоже нырнуло  в Тихий океан, переместившись на двадцать с лишним  метров.  На  Хоккайдо  в Томакомай и Отару вошла морская вода, а  полуострова  Нэмуро  и  Сирэтоко, оторвавшись от суши, погрузились в море. Подобные же изменения происходили на островах на юго-западе Японии и на Окинаве; нескольких островов уже  не стало.

За Драконом стоял невидимый гигант.

Четыре  миллиона  лет  назад,  когда  на  краю  старого  континента  из посеянного семени народился Дракон-детеныш, где-то глубоко в недрах  между ним и  континентом  появился  слепой  гигант,  который  начал  выталкивать новорожденного в океан.  Оторвавшись  от  матери-земли,  плывя  по  бурным волнам, младенец рос и рос, все больше и больше возвышаясь  над  водой,  и наконец превратился в могучего зрелого Дракона.

И вот сейчас слепой гигант,  не  перестававший  все  эти  годы  толкать Дракона, вдруг взбесился, сломал ему хребет, опрокинул и начал  тянуть  на дно. Всего за два-три года  после  начала  катаклизма  Японский  архипелаг сдвинулся  на  несколько  десятков  километров  на  юго-юго-восток.  Сила, толкавшая Японию со стороны Японского моря, проявлялась наиболее активно в центре Хонсю. Западная часть разлома передвинулась на тридцать километров, восточная – на двадцать к юго-юго-востоку, расстояние  между  устьями  рек Тоекава и Ои в заливе Ацуми  за  какие-то  несколько  месяцев  увеличилось больше чем на два с половиной километра.  На  разодранной  пополам  земле целиком погрузились на дно города Тоехаси, Хамамацу и  Какэ-гава,  морская вода уже омывала подножия Южных и Центральных Японских Альп и,  поднявшись против  течения  по  реке  Тэнрю,  хлынула  в  котловину  Ина,  постепенно превращая ее в узкое, длинное озеро[18].

Рис. 2. Схема основных толчков и афтершоков землетрясения 2011 г[19]

Землетрясение величиной 8–9 баллов всегда вызывает структурные повреждения зданий и механизмов[20]. Практически невозможно «удержать быка» после четырехсот ударов молотом. Безусловно, сказалась старость и изношенность реакторов АЭС «Фукушима». Добавим безобразный контроль и чудовищные фальсификации, осуществляемые в течение многих лет управляющей компанией TEPCO с простой и ясной целью наживы на экономии эксплуатационных расходов. Как говорилось в  фильме «Крестный отец»: Извини, ничего личного, это – бизнес!

Как итог следует вынести вердикт: АЭС «Фукушима» – невиновна. Равно как невиновна и атомная энергетика. Атомные реакторы Японии выстояли в войне с мирозданием с минимальными потерями. Как написал Сергей Переслегин в 2009 году: «...требования к сейсмоустойчивости АЭС на сегодняшний день таковы, что в случае разрушительного землетрясения в крае Канто от всей японской индустриальной инфраструктуры останутся только  атомные станции, непоколебимо стоящие среди развалин».

Инженеры XX века оказались на высоте. Если бы не их гений, разрушения на островах могли бы быть предельно катастрофическими!

Анализ ситуации

1. Кризис энергетики

Энергетика лежит в основе всякой деятельности человечества, поскольку удовлетворяет основные его потребности в обеспечении тепла и света. И ключевую потребность любого производства – энергию.

Искусственное торможение развития энергетики представляет собой цивилизационный риск, реализация которого в лучшем случае приведет к фазовой катастрофе: мы получим мир, не имеющий возможности к развитию.

Уже во втором десятилетия XXI века в развитых странах мира, в том числе в России, прогнозируется дефицит электроэнергии. Этот дефицит не связан с нехваткой первичных энергетических ресурсов. Он обусловлен международным опозданием с вводом в эксплуатацию необходимого объема генерирующих мощностей, неадекватным географическим положением этих мощностей и отчасти с прогрессирующим устареванием энергораспределяющих сетей и механизмов перетока.

Локальная (на уровне региона или страны) нехватка электроэнергии будет проявляться следующим образом:

Первая стадия: отказ от осуществления значимых, но энергоемких проектов регионального развития. Этот шаг может быть оформлен в медиапространстве как стратегия «мудрого отказа», «надлежащего самоограничения», «сохранения окружающей среды» или «борьбы с глобальным потеплением». По всей видимости, он не вызовет резких негативных реакций со стороны общественности и бизнеса.

Вторая стадия: торможение развития бизнеса в связи с трудностью подключения к электрораспределительным сетям. Возможности сетей недостаточны: возникают «очереди», растут размеры взяток. Начинается активная кампания по сокращению коммунального потребления, в том числе – через установление «нормы потребления» и штрафных тарифов за сверхнормативное использование электроэнергии. На этой стадии наиболее «продвинутые» общества перейдут к концепции «платы за киловатт установленной мощности» вместо существующей сейчас повсеместно «платы за использованную электроэнергию».

Торможение промышленного и коммунального потребления электроэнергии приведет к замедлению или остановке экономического роста, что в условиях индустриальной кредитной экономики эквивалентно кризису кредитования. Этот кризис, начавшись в одном из секторов экономики,  в течение нескольких месяцев генерализуется в масштабный экономический возобновляемый кризис. По мере роста дефицита электроэнергии интервалы между всплесками кризисных волн будут сокращаться.

Вероятно, уже на этой стадии произойдет крах пенсионной и страховой системы, что приведет к тяжелым социальным последствиям.

Третья стадия: попытка государства искусственно стимулировать вывод экономики из депрессии через войну или глобальный проект приведет к перенапряжению энергосистемы и постоянным региональным блэкаутам. Лишь на этой стадии нехватка электроэнергии будет социально осознана.

Справиться с нехваткой электроэнергии с помощью мер экономии не удастся. Переход к «умному энергораспределению» не приведет к реальному сокращению потребления электроэнергии.

Возникнет ситуация, которая при экономии в 5–10% потребления электроэнергии повлечет удорожания соответствующих товаров и услуг на 25–50% с последующим нарастанием инфляции.

2. Сценарии развития энергетики[21]

Можно предложить несколько основных сценариев развития мировой энергетики. Выбор будет определяться политической волей, инженерными и финансовыми возможностями, а также возникновением в ближайшем будущем принципиально новых научно инженерных решений.

1. «Энергосберегающее будущее». Инерционный сценарий, совпадает с Неизбежным будущим. Политическая воля на резкое изменение ситуации отсутствует. Политика энергосбережения продолжается до полного краха существующей социальной системы и, вероятно, фазы развития. В этом сценарии атомная энергетика развивается экстенсивно, то есть через строительство водо-водяных реакторов на медленных нейтронах – кипящих и на воде под давлением, обращение с отработанным ядерным топливом (ОЯТ) осуществляется преимущественно через водное хранение («мокрая» схема), объем ОЯТ со временем возрастает.

2. «Угольный Ренессанс». Традиционный сценарий. Его содержание – по возможности вытеснить нефть и газ из местной и базовой генерации, оставив их скорее топливными, нежели энергетическими ресурсами. В этом сценарии активно развивается ветрогенерация и солнечная генерация, роль водородной энергетики минимальна. Атомная энергетика растет быстрее, чем в предыдущем сценарии, – на фоне проблем с травматизмом на угольных шахтах, силикозом и раком легких радиофобия становится не актуальной. При этом проблемы с отработанным ядерным топливом (ОЯТ) примерно столь же значимы, как и в предыдущем сценарии: объем ОЯТ здесь даже больше.

Данный сценарий подразумевает политическую волю, поскольку предусматривает отказ от пенсионной системы и системы социального страхования, общее, но контролируемое, снижение уровня жизни в развитых странах, какие-то формы включения в управление мировых контрэлит, расширение «золотого миллиарда» с одновременным сокращением его привилегий. В сущности, это сценарий контролируемого отступления цивилизации.

3. «Атомный прорыв». Как следует из названия, прорывной сценарий. Создается современная технологическая платформа как системный интегратор всей энергетики. Мир застраивается старыми (тепловыми) и новыми реакторами нескольких различных типов, среди которых размножители с натриевым теплоносителем, замкнутый цикл, организованный как пристанционный,   реакторы со свинцовым теплоносителем, газовые реакторы с когенерацией водорода, жидкосолевые дожигатели. Проблема ОЯТ решается «в общем виде».

Сценарий требует ясной политической воли на государственном и корпоративном уровне, на уровне Академии наук и сообщества ученых.

4. «Обыкновенное чудо». Любой предыдущий сценарий с «дикой картой» в форме личной гениальности. Появление принципиально новых энергетических технологий, имеющих явное преимущество перед существующими. Непреклонная политическая воля использовать эти технологии любой ценой и во что бы то ни стало.

Это означает, что содержанием конфликта является борьба не за лишние 2–3 %, а за десятки процентов в энергетическом мировом пироге.

Рис.3. Прогноз потребления первичных ресурсов на 2050 г[22].

Объем рынка можно грубо оценить из прогноза потребления электроэнергии на 2050 г. около 45000 ТВт·час и цены электроэнергии 0,05 доллара 2006 года за кВт·час. С учетом сопутствующих рынков имеем грубую оценку около тысячи миллиардов долларов в год, при этом в сопоставимых целях предвидится десятикратный рост рынка (и это – оценка снизу!).

Речь идет об очень больших деньгах, значимых в масштабе мирового всеобщего валового продукта (порядка 1–1,5%).

Если рассматривать затраты на электрогенерацию для разных генерирующих мощностей, становится ясно, что даже в случае использования классических «тепловых» атомных реакторов атомная энергетика является одной из наиболее эффективных технологий поставки энергии (Рис. 4).

Рис. 4. Затраты на электрогенерацию: технологии 2005–2006. При цене за газ – $4 Mbtu

На АЭС кВт•час один из самых дешевых! А в солнечной энергетике дикие проблемы с утилизацией. А низкочастотный шум от ветряной? Представляете алюминиевый завод и ветряки с коэффициентом использования мощности 0,15?

А ветра может и вообще не быть. Пошла термическая реакция, пошла плавка алюминия, а ветер и вместе с ним электричество кончились?[23]

Но основной тренд современности – старение парка реакторов. Если рассмотреть статистику всех реакторов планеты Земля (а их сейчас более шестиста) и удалить из этой статистики все выведенные из строя, мы получим интересный результат (Рис. 5).

Рис. 5. Средний возраст атомных реакторов.

Слом эпохи активного строительства АЭС произошел к концу 80-х годов XX века. Мы не живем в тени Фукушимы. Мы живем в тени Трехмильного острова и Чернобыля. И именно на эту эпоху приходится закрытие в СССР проекта Атоммаша. Но именно этот слом и привел нас к трагедии Фукушимы. Самое страшное не в том, что наши реакторы работают более четверти века, самое страшное в том, что они были разработаны более полувека назад.

В настоящий момент буксуют конструкторские разработки и первичная сертификация даже новых серийных сейсмоустойчивых легководных реакторов, как американского AP1000, так и российского ВВЭР-1500.

И это второй такт торможения развития человечества после завершения лунной гонки[24].

Понятно, что первая же созданная в мире новая ядерная технологическая платформа с рециклингом и минимальным обременением ОЯТ неизбежно станет стандартом де-факто, а в определенных условиях может оказаться и стандартом де-юре. Это означает, что данная платформа будет представлена на мировом энергетическом рынке как ведущая сила, контролирующая около двух третей рынка, все остальные конкуренты вместе будут «держать» оставшуюся треть и то – только в условиях государственного протекционизма.

Поэтому как только одна из стран или корпораций приступит к активной деятельности по созданию соответствующей ядерной системы и современной технологической платформы, остальные игроки будут вынуждены сделать то же самое: создание «современной технологической платформы» немедленно сделает традиционные реакторы устаревшими и коммерчески не привлекательными.

...в развитии ядерной энергетики в ближайшей перспективе необходимо наращивать энергетические мощности с достижением доли ядерной энергетики в общем балансе выработки электроэнергии в стране не менее 25% к 2030 году; исследовать потребности и пути развития региональной атомной энергетики на базе АЭС с реакторами малой и средней мощностей; обеспечить рост экспорта ядерных технологий на уровне, соизмеримом с использованием этих технологий внутри страны; создать базовые элементы новой технологической платформы крупномасштабной ЯЭС по замыканию ядерно-топливного цикла[25].

3. Безопасность

Систематизируем факторы безопасности ядерного реактора[26]. При этом пометим основные проблемы, возникшие при критической ситуации на АЭС «Фукушима».

I. Человеческий фактор

Неумышленные действия:

1. Некомпетентность, низкий уровень подготовки персонала (в данном случае – управленческого, причем как на уровне управляющей компании, так и на уровне министерства).

2. Ошибки взаимодействия человека и сложных технических систем, которыми являются ядерные реакторы (ЯР) и ядерные энергетические установки (ЯЭУ).

3. Случайные (стохастические) ошибки и сбои.

4. Ошибки, допущенные персоналом, в критической ситуации.

Умышленные действия:

5. Недофинансирование эксплуатационных расходов с целью извлечения личной выгоды.

6. Саботаж.

7. Террористический акт.

8. Намеренное немотивированное создание аварийной ситуации.

Немотивированное создание аварийной ситуации возможно в случае внезапного сумасшествия оператора (в истории авиационных катастроф такие примеры не единичны) или как реакция на рутинную однообразную работу при полном отсутствии событий – так называемая «катастрофа как развлечение».

II. Технические факторы

Факторы общего порядка:

9. Недостаточное знание физики работы реактора данного типа.

10. Неудачная конструкция (реактора, системы охлаждения, системы контроля и т.п.).

11. Производственные дефекты в реакторе или обслуживающих его работу системах.

Факторы частного порядка:

12. Разрушение трубопроводов.

13. Разрушение движущихся деталей (циркуляционные насосы и т.п.).

14. Сбои аварийных систем обеспечения безопасности.

15. Ошибки в программном обеспечении.

16. Случайные факторы, предвидеть которые невозможно (например, вхождение в резонанс системы трубопроводов при взаимодействии реактора с низкочастотной слабой сейсмической волной, вызванной удаленным землетрясением).

III. Природные факторы

17. Землетрясения, вулканические извержения, смерчи, ураганы, наводнения и другие стихийные бедствия (наибольшую опасность для реактора представляют землетрясения и наводнения).

IV. Социальные факторы, могущие вызвать технические повреждения реактора или ЯЭУ

18. Гражданские беспорядки.

19. Та или иная форма «луддизма», например «экологический луддизм».

20. Военные действия, в том числе – партизанские и террористические действия (в том случае, когда террор является формой ведения войны и представляет собой государственную политику), боевые действия в обычном понимании этого термина, обычные или ядерные бомбардировки промышленных объектов, создание зоны радиоактивного заражения на пути наступающих войск противника – «тактика ядерной выжженной земли».

V. Социальные факторы, препятствующие строительству и / или  нормальному коммерческому функционированию ЯЭУ

21. Правовой саботаж – нахождение формальных юридических аргументов, препятствующих деятельности ЯЭУ.

22. Экономический саботаж, недобросовестная конкуренция.

23. Экологический саботаж.

24. Саботаж со стороны «гражданского общества».

VI. Социосистемные факторы

25. «Сценарные сбои» – катастрофы, вызванные неосознанным повторением определенных образов (паттернов) поведения.

Приговор

Стоит обратить внимание, что из восьми пунктов, посвященных человеческому фактору, в деле Фукушимы присутствуют четыре. А позиция технических сбоев опять же вызвана человеческим фактором. Хотя еще Карл Маркс говорил, что бизнес бесчеловечен при больших нормах прибыли... Но вроде как, делают этот бизнес люди?..

Особое внимание хочется уделить последнему пункту «Сценарные сбои».

17 марта 2011 года в разгар Фукушимского сражения мы получили письмо из г. Димитровграда от сотрудника научно-исследовательского института атомных реакторов Сергея Погляда:

«Что вы думаете о Фукусиме? <…> В НИИАРе есть вариант рецепта спасения:  необходимо прекратить закачивать в реактор воду. Этим мы только усугубляем ситуацию – идет вынос активности с паром, а толку нет. Раз уж все начало плавиться, то нужно как можно быстрее слить из реакторов и бассейнов остатки воды и начать засыпать реакторы песком (галькой, бетонной смесью – нужное подчеркнуть), после этого начнется разогрев, плавление и все аккуратно сплавится в компактную, герметичную фритту. Глубоко в грунт она не уйдет – уровень грунтовых вод метров 15 – начнут охлаждать фритту и все будет стабильно. Сплавившийся песок предотвратит выход активности в воду и атмосферу. Решение нетрадиционное и противоречит инстинкту (тушить то, что горит, – древний страх перед огнем), но только такое решение и может спасти – все разумные решения только ухудшают ситуацию».

Прошло несколько эпох, эонов с того момента, когда человек получил власть над огнем. А страх сохранился до сего дня. Титаны XX века выковали нам новое оружие и уникальный вечный огонь, который, как они предполагали, выведет нас к звездам. Сколько должно пройти эонов и эпох, чтобы мы перестали бояться атомного огня? Ведь именно страх и невежество порождают ошибки, приводящие к трагедии, когда мы не можем адекватно ответить на вызов стихии.

Мы до сих пор считаем, что реактор можно задуть, как лучинку, или «по-современному» щелкнуть выключателем. И он сразу перестанет «пущать радиацию». Мы уверены, что всегда и спокойно будем «смотреть телевизор при свечах».

Но одна страна точно знает, что будет, если в индустриальном городе на одну зиму выключить электричество. Это Армения, которая остановила Армянскую АЭС и обесточила столицу после «экологических уговоров» явно отмороженных европейских политиков. По задокументированным рассказам очевидцев, в Ереване зимой не просто замерзали люди. На улицах начали сбивать стаи собак, которые просто нападали на людей.

Мы убеждены, что атомные станции уничтожили сотни тысяч, а то и миллионы людей.

Рафаэль Арутюнян, первый заместитель директора ИБРАЭ РАН, доктор физико-математических наук:

«Нужно объективно смотреть на безопасность атомной энергетики. Атомная станция – это потенциально опасный объект. Мы все это видели. Но дальше начинается другая сторона вопроса. Есть ли люди, получившие ущерб для здоровья, связанный с АЭС? Сколько их? Вот, в Чернобыле 134 человека получили высокие дозы облучения. Из них 28 умерли, еще 20 из них умерли за последующие 25 лет. А всего в атомной энергетике 60 смертей за более чем 65 лет. Посмотрев все виды технологий, можно будет сказать, какая из них безопаснее…»[27]

И мы принимаем как должное многотысячную ежегодную статистику смертей на автотрассах или в любой другой отрасли деятельности человека.

Например: «Крупнейшей аварией за всю историю ГЭС является прорыв плотины китайского водохранилища Баньцяо на реке Жухэ в провинции Хэнань в результате тайфуна Нина 1975 года. Число погибших более 170 000 человек, пострадало 11 млн чел»[28].

Приговор ясен:

Мы не готовы жить даже в индустриальном мире, а уж тем более – в постиндустриальном.  Мы не боимся Будущего. Нам просто не под силу вырваться из продолженного настоящего.

Реконструкция

Японская административная система, равно как и российская, – прямая наследница древней китайской бюрократии. Она неповоротлива, достаточно лицемерна и необразована. Но другой пока нет. И вопрос: из каких людей она сложена.

Консерваторы вернулись к власти на Японских островах. После панических отключений ВСЕХ АЭС и блэкаутов в крупных городах, в том числе в Токио, Японская Имерия снова включила свои атомные станции. Похоже, подход изменился и японцы решили освоить практику работы с атомным огнем. В первую очередь, у наследников Советского Союза – России и Украины. Первый шаг был сделан уже в конце 2011 года – российские принципы картирования зон радиационного поражения[29].

В 2013 году в исполнительную власть страны была введена инновационная единица – министр реконструкции. Это не самая плохая реакция административной системы, особенно когда управляющая позиция оказывается включенной в деятельность. Что ж, руководство Японии выбрало свой путь. Старая Япония погибла в огне Фукушимы и на ее месте начала зарождаться новая.

Японский министр реконструкции, министр координации действий по ликвидации последствий аварии на АЭС «Фукусима-1» Такуми Нэмото посетил зону отчуждения вокруг Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) для ознакомления с опытом работы украинских специалистов.

«Трагедия Чернобыля столь же огромна, как и трагедия Фукусимы, и я хотел бы изучить опыт Украины в ликвидации последствий аварии на АЭС, – подчеркнул он во время посещения мемориала памяти жертв аварии на Чернобыльской АЭС. – Этот опыт будет полезен для развития района вокруг Фукусимы».

«Наибольший интерес представляет вопрос о том, как восстанавливалось развитие района в зоне аварии, и я хотел бы изучить имеющийся опыт с этой точки зрения», – добавил министр»[30].

Однажды Льву Дмитриевичу Рябеву, заместителю директора Российского федерального ядерного центра – ВНИИ экспериментальной физики по развитию, был задан такой вопрос: Можно ли считать, что на атомщиках лежит некая высшая миссия, энергетическая?

«Ну, как сказать. Если  переходить на такой уровень, то вообще-то да.  Это  же просто неизбежно. Даже рассуждая не как атомщик. Все уже... Если лет пять назад такой взгляд вызывал реакцию, что не будет никакой атомной энергетики в ближайшее время, ни в каком виде… причем это и в научных прогнозах было, скажем, людей, которые поближе к Газпрому. То есть не было такого серьезного восприятия, что в ближайшее время предстоит серьезный период  развития атомной энергетики. Осознание пришло в результате всего происходящего за последние лет пять-шесть:  проблемы надо решать. В Китае уже миллиард триста, в Индии уже миллиард триста и будет больше, а им нужно тепло, свет. А откуда оно возьмется? То есть, проблема настолько понятна, что вдруг стало  не нужно кого-то переубеждать. У серьезных людей и в серьезных странах нет страха, что будет противодействие, да не будет его... Когда дойдет до дела, эти зеленые, синие, красные… да  неинтересны они в таких серьезных делах. Поэтому там проблемы будут другие. Технологию-то еще нужно создать!

Одно дело, когда строятся водо-водяные реакторы, которые лет на пятьдесят могут обеспечить нас энергией. Но за ними должны быть и другие. Их надо делать, апробировать. На это уйдет, как минимум, десять лет. Осознание серьезности проблемы происходит, и, может быть, даже не ведущие страны окажутся здесь первыми. Хотя вот Япония в этом смысле, некий образец: развивали, развивают, будут развивать, и никого спрашивать не собираются. Хотя можно было говорить, что,  у них Хиросима, Нагасаки были, которые тоже оставили тяжелый след у населения, и  этот страх до сих пор там в каком-то виде проявлен. Но на страхе не живут. То есть – необходимость развития ядерной энергетики обусловлена глобальной ситуацией, и похоже, что процесс будет катиться независимо от истерик недальновидных политиков. Потому что есть такие страны, как Китай, Индия. И поэтому все это – развитие, которое быстро пойдет, и никого спрашивать не будут: ни нас, вторых, ни их, первых. Цивилизация  заставит. И придется эту реальность осознавать, жить в ней»[31].

Волею сложившейся ситуации Россия и Япония впервые оказались по одну сторону линии фронта. И я надеюсь, это – один из основных фронтов в войне за Будущее. Да, и других сценариев развития атомной энергетики, кроме русских, в мире нет.

Николай Ютанов

Май 2013

Благодарности

Приношу благодарность Исследовательской группе «Конструирование Будущего» за предоставленные материалы.

Отдельно хочу поблагодарить Екатерину Ютанову за обсуждение этого материала и Евгению Чеховскую за оперативную обработку статистических данных.