Первые прорываются вперед. Как работает «мирный атом»
АЭС, ядерная медицина, 3D-принтеры и суперкомпьютеры — таков он, «мирный атом».
Советскому атомному проекту 20 августа исполнилось 77 лет. Он создавался как ответ планам США уничтожить СССР ядерными боезарядами. Но как только у нас появились свои бомбы, ставшие надежным щитом, их создатели тут же начали работать уже над проектами «мирного атома». И создали отрасль, которая по сей день задает тон нашему технологическому развитию.
Мирные люди
Сбросив две из трех своих первых бомб на японские города, США уже со второй половины 1945 г. рождали один военный план за другим. Самый известный — «Дропшот» (короткий удар в теннисе). По нему на города Советского Союза собирались сбросить 300 ядерных бомб и 250 тыс. тонн обыкновенных. Появление у нас в 1949 г. атомной бомбы, а затем испытание в 1953-м первой в мире термоядерной и в 1955-м — супербомбы (каскадного термоядерного заряда) остановило бывшего союзника. С тех пор мы называем свой ядерный потенциал именно щитом, он до сих пор защищает нашу страну и удерживает мир от глобальной войны.
«Основная задача, которую мы должны были решить своей работой, — заставить США отказаться от применения ядерного оружия. Мы ее добились. Мы смогли за короткое время в разрушенной стране создать свое аналогичное оружие, которое заставило американцев отказаться от планов совершить столь необдуманный поступок», — рассказывал «АиФ» несколько лет назад последний из участников атомного проекта Аркадий Бриш.
Но еще до завершения военного проекта по предложению его научного руководителя академика Игоря Курчатова начались исследования и разработки по использованию атомной энергии в мирных целях. Первая в мире опытно-промышленная атомная электростанция в Обнинске заработала в июне 1954 г.
Новые станции — новые реакторы
Почти 15 лет назад, 1 декабря 2007 г., указом президента учреждена госкорпорация «Росатом», которая унаследовала атомное хозяйство страны. Сейчас в нашей стране работает 37 энергоблоков на 11 АЭС, и 20% производимой энергии вырабатывает атомная генерация. У российской госкорпорации самый крупный в мире портфель заказов на строительство АЭС. На разной стадии реализации сегодня 35 энергоблоков в 12 странах. Три новых блока возводятся в России.
Новые блоки — новые реакторы. На Белоярской АЭС в Свердловской обл. работают 2 реактора на быстрых нейтронах: БН-600 и БН-800. Позже появится третий: БН-1200. Цифры — это мегаВатты энергии, которую способен выдавать реактор, буквы означают: быстрый натриевый. Но наши остроумные атомщики всегда расшифровывают аббревиатуры по-своему. Эту так: большая надежда.
Надежда связана с возможностью замкнуть топливный цикл. В «Росатоме» принята стратегия двухкомпонентной атомной энергетики. Это значит, что в единой системе будут работать АЭС с двумя типами реакторов: на тепловых и быстрых нейтронах. В последних в топливный цикл вовлекается уран-238 — элемент, который раньше шел в отходы. То есть двухкомпонентность позволяет брать отработавшее ядерное топливо тепловых реакторов, извлекать из него обедненный уран и производить «дрова» для быстрых реакторов, замкнув таким образом ядерный топливный цикл.
Но и это еще не все. Появление реакторов БН создало условия для того, чтобы замкнуть ядерный топливный цикл внутри одного реактора, чем сейчас и занимаются на Сибирском химкомбинате в Северске (Томская обл.). Там сооружают не имеющий аналогов в мире реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-300. Этому проекту атомщики дали говорящее название: «Прорыв».
Востребована малая мощность
С другой стороны, во многих частях света нужны небольшие источники энергии. И российская госкорпорация запускает станции с реакторами малой мощности — до 300 МВт. Одна из них, «Академик Ломоносов», — плавучая, пришвартованная в Певеке на Чукотке.
Ее модернизированная версия обеспечит нужды Баимского ГОКа, разрабатывающего одно из крупнейших в мире золото-медных месторождений — тоже на Чукотке. А первую малую наземную атомную станцию построят в Якутии для развития золоторудного месторождения Кючус.
Реакторы, которыми будут оснащать атомные станции малой мощности, уже созданы. Это серия РИТМ-200 — они работают на новейших ледоколах «Арктика» и «Сибирь». Атомный ледокольный флот — еще одно направление использования энергии атома в мирных целях. Сейчас у России 6 действующих ледоколов и ведется строительство 3.
Новые атомоходы проекта 22220 (действующие «Арктика» и «Сибирь», строящиеся «Урал», «Якутия» и «Чукотка») — универсальные, они могут проводить корабли как на глубоководных арктических трассах, так и на мелководных участках, а также в устьях полярных рек.
Кстати, в состав «Атомфлота» входит единственный в мире атомный лихтеровоз «Севморпуть». Он может нести в себе грузы и контейнеры и способен работать во льдах.
Обладая самым большим в мире ледокольным флотом, «Росатом» теперь отвечает за развитие всей инфраструктуры Северного морского пути.
Таблетка радиации
Ядерная медицина дает возможность рано выявлять, а также лечить онкологические, кардиологические, эндокринологические и другие заболевания весьма эффективно, в том числе в ситуациях, когда другие способы (хирургические, фармакологические) уже бессильны.
Радиацией можно абсолютно безопасно стерилизовать продукты питания, медицинские изделия и лекарства, обрабатывать насекомых-переносчиков опасных инфекций, защищать сельхозпродукцию, выявлять скрытые дефекты в изделиях и конструкциях, не разрушая их, улучшать свойства материалов, определять возраст археологических находок и др. При этом объекты после воздействия ионизирующего излучения не содержат остаточной радиации, а значит, остаются безопасными для человека и окружающей среды. И все это — тоже «мирный атом».
«Отпечатанная» турбина
Атомная отрасль — это локомотив развития экономики страны. Она использует не только атомные технологии, но и многие другие.
«Помимо экологически чистого и надежного источника энергии, "мирный атом” способствует развитию науки, промышленности, образования, медицины, сельского хозяйства», — говорит генеральный директор госкорпорации Алексей Лихачев.
Все наслышаны про композитное крыло будущего российского среднемагистрального лайнера МС-21. А где разработали и выпускают композитные материалы для него? На казанском предприятии композитного дивизиона атомной госкорпорации Umatex. Он входит в десятку мировых лидеров по производству углеродного волокна широкого сортамента.
Об однолазерном 3D-принтере, созданном атомщиками несколько лет назад, мы рассказывали подробно. А недавно они ввели в эксплуатацию уже двухлазерную машину — она на 60% производительнее «старшего брата» и умеет разделять два типа порошков. Сотрудники госкорпорации уже «печатают» оборудование для АЭС, а также опытные детали для авиа- и двигателестроения. «Напечатали» даже малогабаритную газотурбинную установку. Собираются изготавливать импланты для медицинских целей: челюсти, глазницы и др.
Большие российские ЦОДы (центры обработки данных), необходимые в том числе, чтобы личная информация о каждом из нас не утекала в недружественные страны, создаются близ атомных станций — там достаточно большие территории и энергия — вот она, рядом, а они «кушают» ее много.
В двух ядерных центрах — в Снежинске и Сарове — работают собственные мощные суперкомпьютеры. Институты госкорпорации производят серийные суперкомпьютеры мощностью до 100 терафлопс для промышленных предприятий, транспортных компаний, образовательных организаций. А до 2024 г. по планам появится квантовый компьютер «Росатома».