Атомная энергетика — это будущее всего мира?

Нет, не будущее. У атомной энергетики есть два очень крупных недостатка, которые не позволят ей стать панацеей для решения наших будущих энергетических проблем: 1) недостаток ядерного топлива, 2) радиационное загрязнение окружающей среды.

Урановые руды содержат в себе три изотопа урана: U235 (0.07%), U238 (99.93%), U233 (совершенные крохи). Для реакторов на тепловых нейтронах, которые сегодня составляют подавляющую часть всей атомной энергетики, годятся только элементы с нечётным содержанием нуклонов в ядре, то есть U235 и U233. Последний можно сразу отбросить из-за сверхмалого содержания в урансодержащих рудах. Остаётся только U235. При нынешних темпах развития атомной энергетики этого изотопа во всех разведанных месторождениях хватит всего на 100 лет. Очень много урана содержится в морской воде и если научиться уран из воды извлекать экономически приемлемыми способами, проблема с топливом была бы решена. Но до сих пор таких способов разработать не смогли. Собственно извлекать уран из воды могут, но цена полученного продукта оказывается запредельно высокой. Поэтому если ограничиться только тепловыми нейтронами и U235, у атомной энергетики нет будущего.

А если вовлечь в работу U238, тогда запасов ядерного горючего хватило бы на несколько десятков тысяч лет. Но для работы с U238 реакторы на тепловых нейтронах не годятся, для этого надо строить реакторы на быстрых нейтронах. Такие быстрые реакторы строить в принципе могут уже давно. Например, ещё во времена СССР была построена атомная станция с быстрым реактором на Мангышлаке в городе Шевченко (Казахстан) и четвёртый блок на Белоярской АЭС рядом с Екатеринбургом. Но эти современные быстрые реакторы не могут обеспечить нужное время удвоения. Это вот что такое. Ядерный реактор на быстрых нейтронах должен выдавать электричество в сеть, сжигая изотоп плутония Pl239 и одновременно нарабатывая для будущей работы самого себя и соседнего реактора, который ещё только построят, этот же изотоп из загруженного в зону U238. Причём вырабатывать должен достаточно быстро, чтобы при окончании строительства соседнего реактора нужное количество плутония уже было. Если его не будет, тогда соседний реактор оказывается без топлива и развитие атомной энергии тут же тормозится. Так вот сегодняшние быстрые реакторы не могут похвастаться быстрой наработкой нового плутония, у них время удвоения превышает нужный предел. И как сократить время удвоения до нужных лимитов, пока никто не знает.

Некоторые специалисты предлагают переходить на торий. Запасов тория в форме Th232 очень много в так называемых монацитовых песках. И его можно переработать в U233 примерно также, как быстрыми реакторами перерабатывают U238 в Pl239. Единственное достоинство этой технологии - отсутствие плутония. Плутоний мало того, что радиоактивен, так он ещё и жутко ядовит. Работать с ним можно только в герметичном скафандре. А необлучённый уран можно спокойно даже в руки брать, радиационная зараза от него совсем невелика (вот облучённый уран, уже побывавший в работающем реакторе, фонит очень сильно). Но время удвоения у ториевой энергетики тоже оставляет желать лучшего.

Теперь о радиационном загрязнении. Сегодня радиационную грязь от ядерных реакторов попросту захоранивают под землёй в особых хранилищах-могильниках. Для этого используют технологию остекловывания, цементирования или битуминизирования: заливают в форму жидкое стекло, бетон или битум, добавляют туда радиационую грязь, и после высыхания эти блоки складируют в хранилище. Но ядерные реакции в отходах всё равно продолжают идти и потому тепло в блоках выделяется. Если его не отводить, блок так разогреется, что начнёт разрушаться. ПОэтому в хранилищах действует постоянная мощная вентиляция. А теперь представьте, что может произойти, если вдруг из-за некоторого коллапса (ну хотя бы мощное землетрясение) подача электричества в хранилище прекратится. Тогда вентиляция отключается. Если её срочно не возобновить, через несколько суток из хранилища вырвется радиоактивное облако. И к разрушениям от землетрясения добавится ещё радиация. В общем получится именно то, что произошло на Фукусиме.

Когда я ещё работал в ядерном институте, к нам приезжали ракетчики и предлагали захоранивать радиоактивные отходы на околоземной орбите: загружают контейнеры с отходами в мощную ракету и пуляют ею в небо, где и оставляют навсегда. Я тогда сразу сказал, что этого делать нельзя, т.к. очень опасно. Выдерживать такой склад отработанного горючего на орбите надо будет несколько тысяч лет, чтобы радиация снизилась до приемлемого уровня. Но аппаратура на ракете выйдет из строя намного раньше, и ракета станет неуправляемой. А за тысячи лет очень велика вероятность, что ракета из-за соударений с микрометеоритами и нашим собственным космическим мусором развалится на части и вся ещё нераспавшаяся радиоактивная грязь посыпется на головы наших потомков.

Можно было бы послать ракету с отходами на Солнце, где отходы благополучно сгорят. Технически сия задача вполне реализуема. Но экономически - нет. Слишком дорогое удовольствие получится. И поэтому до сих пор продолжают отходы по старинке захоранивать в могильниках.

Вот такие проблемы возникают с атомной энергетикой. Потому и продолжаются исследования по термоядерному синтезу, по улучшению эффективности ветрогенераторов и солнечных батарей, что все понимают: делать основную ставку на атомную энергию нельзя.