Путь в тысячи мегаватт начинается с первого Улькена, или Послесловие к World Atomic Week
За несколько лет атомная отрасль в общественном восприятии прошла путь от категоричного «нет» до прагматичного подхода и обсуждения вариантов её развития. Состоявшийся в Казахстане референдум в 2024 году тому свидетельство: «за» проголосовали 71,12% граждан. В этом же ряду стоит создание в 2024 году Платформы по атомной энергетике стран БРИКС.
Существенную трансформацию в восприятии, причём на разных уровнях общества и государств , подтвердила и Мировая атомная неделя (World Atomic Week). Глобальный форум собрал в конце сентября в Москве более 20 тысяч участников из 118 стран мира. Его освещали свыше тысячи международных журналистов.
«Срез» участников демонстрировал не только широкую географию, но и высокий политический и профессиональный статус: главы государств и правительств, руководители отрасли и профильных компаний, учёные. В их числе – генеральный директор МАГАТЭ Рафаэль Гросси, директор Всемирной ядерной ассоциации (WNA) Сама Бильбао-и-Леон. В рамках WAW подписано более 50 документов разного уровня, но более важно, что здесь были сформулированы современные принципы развития отрасли, обозначены магистральные векторы и повестка на перспективу.
Один из прогнозов экспертного сообщества: атомная энергетика становится основным источником базовой, при этом чистой и зелёной, энергии. По прогнозам МАГАТЭ, суммарная мощность АЭС в мире увеличится более чем в 2,5 раза и составит ориентировочно тысячу гигаватт. Второй вектор – переход к физике управляемого термоядерного синтеза. Третий принципиальный момент – развитие атомной энергетики с замкнутым топливным циклом. То есть, отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) – до 95% – само становится топливом на следующем этапе. Такая модель позволяет решить две задачи: упредить вопрос нарастания дефицит урана и практически полностью решить проблему накопления и хранения ОЯТ.
Дискуссии на форуме имели место, и ещё будут разгораться на разных уровнях. Но озвученные прогнозы, как представляется, показывают принципиальную консолидацию профсообщества, государственных деятелей и большой части общества. Особенно в тех странах, где уже построили, строят или планируют строить АЭС. А также там, где ещё только ждут прихода мирного атома, связывая с ним надежду и веру в лучшее будущее. Глобальный юг в этом вопросе демонстрирует большой интерес и готовность. Так, в ходе WAW министр горнорудной промышленности Нигера Усман Абарчи предложил Росатому участвовать в строительстве АЭС и совместной разработке урановых месторождений. Ранее был подписан план действий по проекту сооружения АЭС в Эфиопии. А вслед за первым экспортным контрактом Росатома на АЭС малой мощности в Узбекистане проект был дополнен ещё двумя блоками большой мощности.
Господин Гросси охарактеризовал нынешний исторический период так: «Перед атомной энергетикой открыто много возможностей, когда мы, наконец, во многих местах переворачиваем страницу неоправданного нежелания и сомнений в отношении атомной энергетики. Это хороший момент, чтобы посмотреть, как мы можем лучше двигаться вместе».
Понятно, что в этом вопросе возобладали рационализм и прагматизм, базирующиеся на многолетней практике строительства и эксплуатации АЭС, применения ядерных технологий в других сферах. Такой опыт есть, в частности, у организатора WAW – компании «Росатом». За 80 лет существования советской и российской атомной отрасли она произвела 250 ядерных реакторов. В том числе 80 экспортных реакторов.
При этом и Казахстан – полноправный наследник советской атомной школы. Республика обладает второй по величине в мире ресурсной базой урана (813 900 тонн – 14% мировой доли) и является первой в мире по добыче. Страна развивает технологии переработки урана, имеет научную школу, собственное производство, выпускающее урановую, бериллиевую и танталовую продукцию, а также компоненты ядерного топлива (таблетки урана и тепловыделяющие сборки ТВС) и сплавы с заданными параметрами.
Строительство АЭС в районе посёлка Улькен Алматинской области продлевает «цепочку» мирных сегментов ядерной отрасли республики. Впрочем, если говорить объективно, то, строя АЭС, республика, скорее, возвращает свой статус. Поскольку именно в Казахстане в 1973 году был запущен в эксплуатацию первый в мире промышленный энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350. Это положило начало развитию технологии замкнутого ядерно-топливного цикла, время которого пришло лишь сегодня. К тому же, в республике действуют исследовательские реакторы в Национальном ядерном центре и Институте ядерной физики, где проводятся исследования в области обеспечения безопасности атомной энергетики.
Замкнутый ядерно-топливный цикл становится новым принципом развития отрасли в мире. А для АЭС это практическое решение вопроса, что делать с отработавшим ядерным топливом. Напомню, что эту тему в одном из прошлогодних номеров ДК мы обсуждали с заместителем гендиректора – директором блока по развитию и международному бизнесу Росатома Кириллом Комаровым. Теперь об этой технологии говорят, как о реальном проекте. Российские атомщики доработали технологию до стадии реализации серийного проекта. На форуме предстоящее строительство такой АЭС в Томской области озвучил президент РФ Владимир Путин.
К слову, в 2024 году я побывала на АЭС в Беларуси, в небольшом городке Островец, где Росатомом построена станция. Местных жителей, безусловно, интересовал вопрос, что будет с ядерными отходами. Ответ прозвучал на форуме: стороны вышли на подписание контракта по обращению с ОЯТ. Отходы будут отправляться на переработку в Россию с возможностью извлекать из него полезный материал и использовать его повторно в рамках энергетики замкнутого ядерно-топливного цикла.
Три принципа для отрасли
Но прежде чем говорить о «чистой физике», следует сказать о новых политических и социальных принципах отрасли. В той или иной степени их формулировали многие участники WAW. Подытожил их на заключительной встрече с журналистами Кирилл Комаров. Их три:
«Отказ от практики технологического колониализма. Ни одна страна не должна злоупотреблять своими техническими преимуществами, ограничивая прогресс других государств или принуждая их к принятию своей точки зрения. Любые инструменты ограничений, а уж тем более санкции, давно утратили свою актуальность и результативность.
Во-вторых, очень важно обеспечить справедливый доступ всех народов, всех стран к новейшим достижениям атомных технологий, включая чистую энергию, современные медицинские инновации и многое другое.
Третий принцип заключается в том, что отношения внутри атомного сообщества должны строиться на принципах партнёрства и уважительного взаимодействия».
От ядерной – к термоядерной
На форуме была и представительная делегация казахстанских атомщиков. В их числе – Ирина Лашкаровна Тажибаева, доктор физико-математических наук, профессор, председатель правления Ассоциации Ядерного общества Казахстана.
Начиная с 2000-х годов, она входит в группу, занимающуюся созданием казахстанского материаловедческого токамака (КТМ) в городе Курчатове, на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона. Токамак – это тороидальная камера с магнитными катушками, которые позволяют «запереть» раскаленную плазму, температура которой измеряется миллионами градусов, в ловушке, «подвесив» её в вакууме.
Сегодня термоядерный синтез – одно из магистральных направлений в ядерной физике. КТМ создавался в соответствии с решением правительства РК в поддержку международной программы создания экспериментального термоядерного реактора ITER, а также для развития в стране современной науки и технологий, подготовки научных и инженерных кадров высокой квалификации.
Основная задача токамака – проведение исследований перспективных конструкционных материалов с высокотемпературной плазмой для испытания ответственных узлов и комплектующих будущих термоядерных реакторов. В 2019 году в Институте атомной энергии НЯЦ состоялся физический пуск и ввод токамака КТМ в эксплуатацию. Учёные говорят, что полученная в результате термоядерного синтеза энергия будет дешевой и экологически чистой.
Об этой технологии Ирина Тажибаева говорила и на сессии «Женщины в мире высоких технологий: куда ведут глобальные тренды?». Она также прокомментировала проект казахстанским журналистам: «Создание токамака было идеей академика Е.П. Велихова, наш проект разрабатывал Курчатовский институт. Установка изготавливалась в НИИЭФА им. Ефремова под Санкт-Петербургом. Уникальна установка тем, что у неё ITER-подобная конфигурация плазмы, имеется возможность проведения испытаний образцов диверторных пластин из различных материалов при нагрузках порядка 10-20 Мвт/м2, что соответствует нагрузкам, которые будут достигнуты в реакторе ITER, поэтому наш токамак очень востребован мировым сообществом.
Поясню, в чем отличие ядерного и термоядерного реакторов. Ядерный реактор основан на принципе деления, термоядерный – на принципе синтеза. При слиянии лёгких атомных ядер выделяется энергия, которую так же, как в ядерном реакторе, можно использовать для получения электричества, тепла.
Но пока в мире нет ни одного работающего термоядерного реактора. Есть лишь опытные и опытно-промышленные установки – токамаки и стеллараторы. И активность в этом направлении возросла. Ранее на территории всего постсоветского пространства не было такой специализированной установки для испытания материалов. Но этот проект – результат совместной работы: мы работаем по межправительственному соглашению стран СНГ (Казахстан, Россия, Кыргызстан, Армения, Таджикистан, Беларусь), которое было подписано в мае 2017 г. Сейчас реализуется 3-й этап совместной программы работ на токамаке КТМ. Каждая страна финансирует свою часть работ для своих организаций, но делает эти работы для нашей установки. Так, в Беларуси делают образцы в Институте порошковой металлургии. В России считают различные сценарии плазменных разрядов, совместно со специалистами Национального ядерного центра РК отрабатывают систему управления и автоматизации, модернизируют диагностический комплекс. В Казахстане эксплуатируют установку, проводят эксперименты, диагностику плазмы, совместно обрабатываются результаты, публикуются статьи».
Мы попросили казахстанскую учёную популярно объяснить, в чем преимущества термоядерного реактора.
«Термоядерный реактор производит очень мало радиоактивных отходов по сравнению с ядерными реакторами, – поясняет Ирина Тажибаева. – Топливом для реакторов термоядерного синтеза служит смесь дейтерия и трития. Дейтерия очень много в морской воде. Тритий можно нарабатывать в самом токамаке. В настоящий момент мы работаем только на водороде, следующий этап –использование смеси водород-дейтерий. Впоследствии мы можем сделать модернизацию токамака КТМ для работы с тритием.
Вообще атомная отрасль – широкое понятие. И у Казахстана есть много секторов этой отрасли, которые надо использовать в стране».
Большой пример Улькена
Не раз на форуме возникала и тема строительства казахстанской АЭС на Балхаше. Современная станция, учитывающая все риски и отвечающая самым жестким требованиям безопасности, интересовала представителей стран, которые планируют развивать атомную энергетику. Поэтому выступления представителей нашей делегации привлекали большое внимание. В том числе уникальный подход к решению вопроса о строительстве АЭС через референдум. Ернат Бердигулов, генеральный директор ТОО «Казахстанские атомные энергетические станции», охотно отвечал на эти вопросы.
Говоря о референдуме, он подчеркнул позицию Казахстана: решение в таком вопросе должно было приниматься на основе транспарентного подхода. Также он встретился с казахстанскими журналистами. Он отметил, что здесь уже пройден значительный путь. Сейчас проводятся инженерно-изыскательские работы по определению потенциальной площадки строительства.
В отличие от ряда других стран, только входящих в отрасль, Казахстан уже в «пуле» стран, развивающих мирный атом. Директор Всемирной ядерной ассоциации Сама Бильбао-и-Леон считает, что «Казахстан играет важную роль в мировой ядерной отрасли. А Всемирная ядерная ассоциация смогла поработать вместе с Казахстаном. Мы были очень рады поддержать Министерство энергетики при подготовке к референдуму. А сейчас мы очень рады поддержать Казахстан в новом ядерном проекте».
Учитывая весь потенциал и опыт, у нас есть все предпосылки, чтобы стать полноценным игроком в ядерно-топливном цикле, развивает тему Ернат Бердигулов. Он считает, что строительство АЭС обеспечит первый шаг для укрепления собственной компетенции в рамках атомной промышленности.
«АЭС – стратегический проект по ряду факторов. Станция – не только основной источник базовой, чистой и экологической генерации, но и потенциально новая точка роста для развития экономики страны. Это и технологический трансфер, это и доступ к реализации проекта, к управлению и укреплению международного сотрудничества, – отметил Ернат Бердигулов. – У Казахстана есть значительный опыт и компетенции по развитию атомной промышленности. У нас работал первый в мире атомный энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-350. Казатомпром является мировым лидером по добыче урана. На Казахстан приходится порядка 40% поставки урана в мире, по сути, каждая 25-я лампочка горит с использованием казахстанского урана. В стране действуют 3 исследовательских реактора. НИИ работают по направлению хранения ОЯТ.
Сегодня перед нами поставлена задача по выходу на концептуально новый уровень развития отрасли. Перед нами стоит и задача по строительству нескольких АЭС, по развитию ядерного кластера в стране. Строительство АЭС – это значительный источник привлечения инвестиций в страну и проект, который имеет мультипликативный эффект для экономики. Сам проект займет порядка ста лет с учетом жизненного цикла станции, соответственно, это решение будет влиять на несколько поколений.
Одной из ключевых задач в рамках строительства АЭС для нас является повышение локализации, задействование отечественных компаний. По сути, этот подход на опыте госкорпорации «Росатом» подтвержден».
К слову, в рамка WAW гендиректор Росатома Алексей Лихачев встретился с председателем Агентства РК по атомной энергии Алмасадамом Саткалиевым. Собеседники «сверили часы» по текущим и перспективным темам, связанным со строительством первой АЭС, включая формирование договорно-правовой базы проекта.
Что касается дальнейших проектов отрасли, то две АЭС построят в Жамбылском районе Алматинской области. Обе станции будут расположены на побережье озера Балхаш, финансирование которых будет только со стороны вендора, сообщили в Агентстве по атомной энергии. Одна будет построена в Улькене, другая точка будет определена, исходя из стандартов МАГАТЭ. Также рассматривается как перспективная для строительства АЭС площадка в Курчатове Абайской области.
Что касается первой АЭС, то, как сообщил Ернат Бердигулов, все работы, которые проводятся в рамках изыскательских работ, отслеживаются на ежедневной основе. «Порядка 75% буровых работ на площадке завершено. Ведётся отбор кернов, установка оборудования, – сообщил он. – Сейчас рано говорить, какая именно площадка будет выбрана, изыскательские работы займут 18 месяцев. Рассматриваются все факторы: геология, геодезия, гидрология, есть ли подводные воды, пригодна ли почва, не будет ли она разрушаться, климатические условия, сейсмика. Параллельно со всеми потенциальными вендорами мы обсуждаем и перспективы развития малой генерации – до 300 МВт. Это планы в рамках анализа, которые мы проводим по оценке технологий. В рамках реализации проектов мы идём только по строительству АЭС на основе ВВЭР-1200. Это проверенные реакторы поколения III+. А в рамках атомной энергетики ключевым требованием для нас является безопасность…»
Республика таже рассматривает вопрос обеспечения станций топливом. Как сообщил на WAW первый зампредседателя правления Казатомпрома Марат Тулебаев, компания берет на себя обязательства по обеспечению первой АЭС топливом. «Это повлияет на коммерческую политику по продаже урана. Какие-то объёмы будут зарезервированы под станцию, и для обеспечения её топливом нужно решить вопрос конверсии», – уточнил он.
Напомню, Казатомпром производит низкообогащенный уран, порошки, таблетки и твэлы, и вся его деятельность регулируется МАГАТЭ. География продаж компании – Северная и Южная Америка, Европа, Китай, арабские страны.
«Согласно прогнозу отраслевых аналитиков, к середине следующего десятилетия спрос на эту продукцию будет намного превышать предложение, – напомнил специалист. – Согласно стратегии Казатомпрома, среди приоритетов – присутствие в различных странах и расширение присутствия в цепочке ядерного топливного цикла. Следующий шаг – локализация производства и конверсии в Казахстане».
Кадры и компетенции
То есть, Казахстан, исходя из реальных задач, потребностей в энергии и приоритетов экономики, учитывая собственный потенциал, взвешенно и поступательно развивает отрасль. И важным пунктом повестки дня становится вопрос компетенций и кадров. Причём речь идёт об опережающем процессе подготовки кадров для отрасли, переживающей ренессанс.
Понимание задачи есть у профессионального общества. Что нашло отражение и в повестке форума, где прошла дискуссия «Сетевая кооперация и сотрудничество университетов и бизнеса». В ней приняли участие две казахстанки: Камила Хужажинова, аспирантка ТПУ, и Алина Бегимова, которая участвовала в церемонии передачи керна с пробами в Улькене. Она также выступила на сессии WAW. Обе девушки самостоятельно поступили в вузы, осознанно выбрав эту профессию, обе – стипендиатки гранта МАГАТЭ имени Марии Кюри. Возможно, когда в Казахстане будет спрос на специалистов их уровня, они приедут работать в страну. Пока же обе работают в других странах.
Но что касается в целом кадрового вопроса, то его нам прокомментировал Ернат Бердигулов: «Мы постоянно анализируем различные проекты строительства АЭС и отметили ряд ключевых факторов успешной реализации. Первый – своевременная подготовка кадров. В скором времени будет создано 10 тыс. рабочих мест, и порядка 2 тыс. человек будут специализироваться на работе АЭС. Второй – подготовка нормативно-правовой базы. Мы начали работу с госорганами по разработке адаптации. Третий фактор – локализация. Для устойчивого развития атомной энергетики очень важно, чтобы специалисты получили соответствующий опыт и локализовали как можно больше оборудования и процессов внутри страны, переходя на новый уровень технологического развития. Совместно с Министерством науки и высшего образования и Агентством РК по атомной энергии, а также с госкорпорацией «Росатом» нами проводится соответствующая работа. Мы анализируем на временном промежутке все специальности, которые будут задействованы на том или ином этапе. Исходя из этого, будет составлена более детальная карта подготовки специалистов».
Как сообщил господин Бердигулов, сегодня в шести вузах Казахстана по 18 программам проводится подготовка кадров. Есть и кадры, которые имеют опыт работы на БН-350 и на трёх исследовательских реакторах.
«Основа для подготовки кадров имеется, и эту работу мы будем усиливать, –добавил Ернат Бердигулов. – У нас есть интерес к кадрам, которые самостоятельно учатся, мы рассматриваем такие кандидатуры. В компании уже работают выпускники, которые окончили вузы по атомной специальности за рубежом. Кроме того, с госорганами и программой «Болашак» мы обсуждаем различные перспективы подготовки кадров и последующего трудоустройства в рамках реализации проекта».
WAW – это wow!
В периметр программы WAW была включена большая молодежная повестка. В частности, состоялся научно-просветительский марафон «Знание. Первые» от Всероссийского общества «Знание», прошел II Молодежный фестиваль «Композиты без границ». Также к 80-летию российской атомной промышленности впервые был проведен финал международного студенческого чемпионата Global HackAtom. Участниками финала в России стали команды-победители национальных отборов, которые прошли в 10 странах: Бразилии, Боливии, Венгрии, Индонезии, Казахстане, Мьянме, России, Руанде, Намибии, Узбекистане.
«В рамках национальных этапов участники работали с разными кейсами: применение ядерных технологий в медицинской сфере, использование реакторов малой мощности, разработка атомного кластера в стране, – рассказала Елизавета Зацепа, представитель Частного учреждения РМС. – Для национальных этапов мы выбирали такие кейсы, которые учитывали национальную специфику развития атомной отрасли в странах, чтобы команды смогли получить практические навыки для поиска лучших решений поставленных перед ними задач. Но на финальном этапе наша команда выбрала тему космоса, объединяющую студентов с разным бэкграндом. Участники получили уникальную возможность помечтать о том, как атомные технологии будущего будут способствовать в освоении космоса».
Казахстан представляла команда «Кибератом» из КазНУ им. аль-Фараби. Ментор команды – Лаззат Тастанбековна Еримбетова. Она – с физико-технического факультета, занимается киберфизикой. Капитан команды – Касымбек Саги, участники: Акбота Удербаева, Ернұр Аллаберген, Нурдаулет Избусинов, Шапағат Толеуов. Ребята рассказали, что на отборе у них была тема – выбор локации для строительства АЭС. Для этого они перевели данные карт водных ресурсов, электросетей, дорог, населённости, химической активности, экологии в цифровой массив, проанализировали, рассчитали, и в итоге у них вышли две точки для АЭС: возле Балхаша и Атырау. Практически совпав по одной из локаций реального проекта. При этом они использовали искусственный интеллект.
На финише задача была посложнее, ведь команда решила найти применение ядерных технологий для исследования внутренней части Солнечной системы, включая создание траектории передвижения космических кораблей с высадкой на Луне и последующим достижением Марса.
Участники сделали расчеты расстояния, учли специфику Луны, гравитацию, формулу ускорения свободного падения, проблему добычи воды и кислорода. Более того, они расширили задачу, предположив, что на Луне можно построить космический комплекс, с которого проще улететь на Марс…
«Если мы построим станцию, то можем изучать галактику и другие жизнеспособные планеты», – пояснили ребята. Презентация команды из Казахстана вызвала большой интерес не только у профессионального жюри, но и у зрителей, которые пришли поддержать команды в финале.
Правда, не победили. Но если уже сейчас у нас есть такие смелые и талантливые молодые специалисты, готовые отстроить АЭС хоть на Земле, хоть в космосе, то будущее в надёжных руках.
World Atomic Week МАГАТЭ WAW АЭС
