Диспут в Брюсселе о судьбе плутония (26865-1)

Посмотреть архив целиком

Диспут в Брюсселе о судьбе плутония

С 9 по 11 октября 2000 г. более 300 представителей разных областей науки собрались в Брюсселе, чтобы принять участие в международной конференции “Плутоний-2000”. Посвященная будущему этого уникального элемента, она была организована Бельгийским ядерным обществом (Belgian Nuclear Society) и поддержана аналогичными обществами Европы, США, России и Японии. Участники планировали обсудить проблемы:

- рост запасов очищенного плутония в результате переработки коммерческого ядерного топлива и сокращения ядерного вооружения;

- потенциальная ценность и опасность, которые эти запасы представляют;

- технические варианты обращения с данными материалами;

- политические решения, необходимые для их реализации.

Современная ситуация: мировые запасы плутония

Некоторые докладчики и слушатели, присутствовавшие на конференции, высказали обеспокоенность ростом мировых запасов гражданского (в результате деятельности атомных электростанций) и излишком оружейного плутония.

При эксплуатации АЭС на урановом топливе плутоний накапливается в облученном топливе, частично выгорает, частично остается в смеси с недогоревшим ураном-235, матричным ураном-238 и продуктами деления. Суммарное содержание изотопов плутония от Pu238 до Pu242 в отработанном топливе легководного реактора составляет около 1%. При ежегодной выгрузке 24 т облученного топлива из одного блока ВВЭР-1000 получается, что реактор производит примерно 240 кг энергетического, или гражданского, плутония в год.

Плутоний - радиоактивное вещество, опасное для здоровья; его хранение, транспортировка, утилизация сопряжены с финансовыми и техническими трудностями и требуют принятия особых мер безопасности *. По данным Йор-сан Чой (МАГАТЭ), запасы гражданского плутония последние несколько лет быстро росли и сейчас превышают 200 т. Доктор Чой подчеркнул различие между странами, имеющими программы использования плутония, где его запасы скоро достигнут пика и начнут постепенно снижаться, и странами, у которых таких программ нет и где переработка сводится лишь к выделению плутония из отработанного топлива, - там запасы будут расти.

* Подробно о том, опасен ли плутоний для нашей планеты и насколько, см.: Кудрявцев Е.Г. Плутоний: разнообразие подходов и мнений // Природа. 1995. №12. С. 3-11. - Примеч. ред.

Что касается оружейного плутония, в настоящее время США имеют запас 99.5 т, российский запас приблизительно вдвое больше. Это частное мнение автора, не основанное на каких-либо фактических данных.

От части этих объемов страны намерены избавиться. В марте 1995 г. Б.Клинтон объявил о решении изъять из ядерных арсеналов США 200 т делящихся материалов. Б.Н.Ельцин со стороны России в ответ на это обещал постепенно вывести из военных программ около 500 т высокообогащенного урана и до 50 т плутония. 1 сентября 2000 г. было заключено соглашение между вице-президентом США А.Гором и премьер-министром России М.М.Касьяновым, предусматривающее, что каждая сторона примет все меры для сокращения военных запасов плутония не менее чем на 34 т начиная с 2007 г. Прогресс в переговорах по сокращению стратегических вооружений может привести к тому, что еще большее количество оружейного плутония станет лишним, и не только в Америке и России. Так, Великобритания уже заявила, что из ее заметно меньших ядерных арсеналов 4.1 т плутония является излишком.

Ресурс или отходы?

С тем, что мировые запасы плутония должны быть сокращены, на конференции согласились все. Но как оставить без внимания тот факт, что в 1.2 г способного к делению плутония заключено такое же количество энергии, как и в 1 г урана-235? Так принимать ли плутоний за ресурс или за отходы? В процессе обсуждения стало ясно, что мнения участников конференции по этому поводу расходятся.

Эти дебаты не ограничивались нынешней ситуацией на энергетическом рынке. Подобно приверженцам возобновляемых, но пока дорогостоящих источников энергии (солнца, ветра и др.), сторонники плутония как ресурса отмечали, что, хотя он сегодня и имеет ряд минусов с точки зрения рынка, не использовать вообще его энергетический потенциал нецелесообразно и даже безответственно. Ведь как и уран, плутоний способен стать ограничителем цен на исчерпаемые энергоносители и, плюс к этому, в отличие от урана может обеспечить нас практически неистощимым и возобновляемым источником энергии.

Напротив, сторонники концепции “плутоний - это отходы”, подобно К.Эйзенбарт из Протестантского института междисциплинарных исследований (Германия), призывали испробовать все, чтобы гарантировать недосягаемость существующего плутония, невозможность его повторного использования и остановку его производства.

Г.Бей из Швейцарской компании NOK выразил мнение, что, если плутоний остается лишь ресурсом, который можно передать будущим поколениям, это налагает серьезную ответственность на долгое время. Плутоний нуждается в системе безопасности в течение значительно большего срока, чем реактор, в котором он был произведен.

Тем не менее на конференции сторонники рассматривать плутоний как ресурс все же численно превосходили защитников точки зрения на плутоний как на отходы.

Методы ликвидации плутония

Основываясь на двух взглядах на плутоний, имеет смысл обсудить методы, преследующие целью ликвидацию запасов этого радиоактивного вещества. Сегодня есть два способа избавиться от его запасов. Первый - производство на основе плутония топлива и сжигание его в обычных реакторах на атомных электростанциях. Второй - захоронение.

Основой первого способа стал разработанный в конце 50-х годов Бельгийским центром ядерных исследований и компанией “Belgonucleaire” метод производства способной к делению смеси урана и плутония. Метод был назван MIMAS (MIcronized MASter blend); с 1985 г. данная компания начала промышленное производство топлива по этому методу и произвела порядка 50% всего MOX-топлива. Название MOX (Mixed-OXide fuel) * получило топливо, состоящее из диоксидов плутония и урана-238. С того момента, как было установлено, что оно может использоваться в обычных реакторах, многие страны стали его производить и более 30 европейских атомных станций перешли с уранового топлива на смешанное.

* Подробно о том, что такое MOX-топливо и как его получают, см.: Меньшикова Т.С., Антипов С.А. Состояние и перспектива использования MOX-топлива в энергетических реакторах // Природа. 1996. №10. С.94 - 104. - Примеч. ред.

На конференции в защиту MOX-технологии выступил Ж.Бошар из Французской комиссии по атомной энергии. Представленный на конференции перечень предприятий ядерной энергетики Европы, Японии и США, уже использующих или планирующих использование MOX-топлива, продемонстрировал, что MOX - готовая промышленная технология, дающая надежную стратегию безопасного уничтожения запасов очищенного плутония.

Если часть уранового топлива в реакторе на тепловых нейтронах заменить на MOX, т.е. уменьшить нагрузку по U235, можно добиться примерно равного количества плутония в загружаемом и выгружаемом материале. А реактор на быстрых нейтронах (например, разработанный институтами Минатома России реактор с натриевым теплоносителем БН-800) способен к полному сжиганию значительного количества плутония любого качества, причем содержание его в топливе может быть заметно больше, чем при работе на тепловых нейтронах. Сегодня разрабатываются новые виды ядерных топлив (например, карбидное, нитридное, с инертной матрицей), допускающие еще более высокие концентрации плутония, чем в MOX-топливе.

Что касается захоронения, то представитель России, заместитель министра по атомной энергии В.Б.Иванов выразил мнение, что если плутоний будет размещен на постоянное хранение в скальных породах, то когда-нибудь люди найдут способ извлечения его из этого хранилища - по сути плутониевой шахты. Поэтому единственный “реальный” способ ликвидировать запасы плутония - уничтожить, используя его энергетический потенциал в атомной энергетике.

Однако из выступлений на конференции стало ясно, что не обязательно “хоронить” плутоний навсегда: возможны консервация плутония с соблюдением всех мер безопасности и хранение его в пределах досягаемости, чтобы в будущем, когда технологически смогут обращаться с ним без риска, наши потомки воспользовались его потенциальной энергией. В поддержку такого способа решить проблему плутония высказалась А.Макфарлейн из Массачусетсского технологического института. Она заявила, что консервация, по-видимому, будет применяться за пределами США, в странах, противящихся переводу реакторов на использование MOX-топлива, и в случаях, когда включенные в плутоний загрязнения не позволят использовать его для производства MOX-топлива. Макфарлейн заверила, что метод консервации в лучшей степени обеспечивает геологическую изоляцию и предотвращает утечку в грунтовые воды, чем использование MOX-топлива. Однако, как она отметила далее, американская программа консервации излишков оружейного плутония в рамках концепции “банка в канистре” уже столкнулась с проблемой обеспечения цезием в достаточном количестве - для устройства радиационного барьера.

Американская концепция “банка в канистре” (“can-in-canister”) предполагает для предотвращения несанкционированного доступа и извлечения плутония заливать плутониевую керамику радиоактивным стеклом, содержащим мощный гамма-излучатель цезий-137. Таким образом создается “непроходимый” радиационный барьер на пути к плутонию, такой же эффективный, какой создают продукты деления в облученном MOX-топливе. Однако залитый стеклом плутоний сохраняет свой исходный оружейный изотопный состав, в то время как в MOX-топливе, прошедшем через реактор, он теряет “оружейное качество”.


Случайные файлы

Файл
162174.rtf
24282-1.rtf
42495.rtf
85725.rtf
178074.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.