Современное состояние и перспективы развития атомной отрасли

В комплекс ядерной и радиационной безопасности входит целый ряд специализированных федеральных государственных унитарных предприятий. Это предприятия, занятые переработкой и хранением ОЯТ и РАО: Горно-химический комбинат, Северное предприятие по обращению с радиоактивными отходами, Дальневосточное предприятие по обращению с радиоактивными отходами, Федеральный центр ядерной и радиационной безопасности, Научно-производственное объединение «Радиевый институт имени В.Г. Хлопина», а также частично – ФГУП «Атомфлот», ФГУП «Предприятие по обращению с радиоактивными отходами «РосРАО».

Госкорпорация «Росатом» располагает также собственными специализированными аварийно-спасательными подразделениями. Это ФГУПы «Аварийно-технический центр Минатома России» (г. Санкт-Петербург) и «Центр аварийно-спасательных и подводно-технических работ «Эпрон» (п. Селятино Московской области). Росатом регулярно организует аварийно-спасательные учения на АЭС в России, а эксперты Росатома принимают участие в аналогичных учениях за рубежом.

Фундаментальная наука явилась основоположником всей атомной отрасли. Основополагающие этапы реализации советского «атомного проекта» и последующего развития отечественной ядерной энергетики связаны с интенсивными ядерно-физическими исследованиями и открытиями.

Сегодня в ней проводится широкий спектр исследований в таких направлениях, как атомная и ядерная физика, физика плазмы, квантовая оптика, газо-, гидро- и термодинамика, радиохимия, акустика и многих других. В течение этих лет создавалась система научных и конструкторских организаций, способных воплотить научный замысел полностью, начиная с фундаментальных исследований и заканчивая конструкторскими разработками и опытными образцами изделий.

Основными центрами, обеспечивающими исследования в области фундаментальной ядерной физики, являются Государственный научный центр Российской Федерации - Институт физики высоких энергий и Государственный научный центр Российской Федерации - Институт Теоретической и Экспериментальной Физики. Оба института были созданы как общесоюзная экспериментальная база для исследований в физике высоких энергий и ядерной физике и до сих пор остаются основной российской исследовательской базой в области фундаментальной ядерной физики, а также подготовки молодых учёных. Значительный объём фундаментальных и прикладных исследований выполняется также в федеральных ядерных центрах: ВНИИ экспериментальной физики в г. Сарове и ВНИИ технической физики в г. Снежинске.

В состав дочерней структуры Росатома - компании «Атомэнергопром» - входят более 20 научно-исследовательских институтов и проектно-конструкторских бюро. Среди них – такие признанные лидеры в своих областях, как разработчики и проектировщики реакторов ОКБ «Гидропресс» и ОКБМ имени И.И. Африкантова, разработчик новейших технологий добычи и обработки урана и других металлов Всероссийский НИИ химической технологии, разработчик новых видов ядерного топлива и конструкционных материалов ВНИИ неорганических материалов имени А.А. Бочвара, исследовательский полигон реакторных технологий и разработчик перспективных технологий обращения с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР) и многие другие.
Фундаментальные исследования закладывают основу для появления новых прикладных ядерных технологий. Госкорпорация «Росатом» занимает лидирующие позиции в России по созданию инновационной экономики. Особенно интенсивно Росатом развивает три инновационных направления: инновации в сфере водоочистки и водоподготовки (компания «Водные технологии»), разработки новых изотопов для медицины и в области сверхпроводимости.

Особое внимание Госкорпорация «Росатом» уделяет нанотехнологиям и тесно сотрудничает в этой сфере с Госкорпорацией «Роснано». Сейчас ученые Госкорпорации «Росатом» разрабатывают опытно-промышленные технологии получения функциональных веществ и изделий с использованием нанотехнологий и наноматериалов для ядерной, термоядерной, водородной и обычной энергетики, медицинских препаратов, материалов и изделий для народного хозяйства.

Россия обладает самым мощным ледокольным флотом в мире и уникальным опытом конструирования, постройки и эксплуатации таких судов. Атомный ледокольный флот России насчитывает 6 атомных ледоколов, 1 контейнеровоз и 4 судна технологического обслуживания. Его задача - обеспечивать стабильное функционирование Северного морского пути, а также доступ к районам Крайнего Севера и арктическому шельфу.
Управлять работой ледоколов уполномочено ФГУП «Атомфлот», базирующееся в Мурманске.

Основной деятельностью атомной отрасли является ядерная энергетика.

Примерно в середине ХХ в. была впервые получена энергия расщепления ядер атомов тяжелых металлов — плутония и урана. Такая энергия стала называться ядерной или атомной. Атомная энергетика- это работа по добыче атомной энергии, включая производство электроэнергии и ее продажу, в том числе в другие страны, обеспечение безопасности.

Практически повсюду в мире атомная энергетика входит в число наиболее динамично развивающихся отраслей науки и промышленности.

В современных условиях атомная энергетика — один из важнейших секторов экономики. Динамичное развитие отрасли является одним из основных условий обеспечения энергонезависимости государства и стабильного роста экономики страны. Атомная отрасль способна выступить локомотивом для развития других отраслей. Она обеспечивает заказ, а значит — и ресурс развития машиностроению, металлургии, материаловедению, геологии, строительной индустрии и т.д.

Ядерная энергетика может быть реализована в замкнутом пространстве, при этом на химических элементах, не вовлеченных в биологические циклы Земли. Природные циклы таких жизненно важных элементов, как водород, кислород, углерод и азот, также не затрагиваются. Таким образом, ядерный энергоисточник при нормальной работе безопасен, экономичен и экологически чист.

Как видно, атомная отрасль представляет собой сложную систему – комплекс производственно-хозяйственной деятельности и, как любая экономическая деятельность, деятельность по использованию атомной энергии имеет своей главной целью и результатом конечный продукт – товар в материально-вещественном виде, в виде определенных процессов и научных результатов. И в этом смысле атомная отрасль ничем принципиально не отличается от любой другой производственно-хозяйственной, экономической деятельности и ее главной целью является не обеспечение ядерной и радиационной безопасности, а получение конечной продукции, имеющей определенную стоимость, как и все на рынке товаров и услуг.

Тем не менее, атомная отрасль и ее товары имеют ряд существенных отличий от товаров свободного рынка и именно таких, что атомная отрасль, атомный рынок жестко контролируется и регулируется государством, являются частью государственной экономики в отличие от рыночной.

Достаточно сказать, что такие комплексы атомной отрасли как ядерный оружейный комплекс, значительная часть ядерно-топливного цикла, особенно ядерные делящиеся материалы, ядерная энергетика и особенно ее оборонная часть в виде двигателей военного назначения и атомных подводных лодок не является «товаром» свободного рынка, да и не может им являться в соответствии с жестким контролем международными соглашениями. Атомная отрасль, как и ряд некоторых других отраслей, является частью и основой национальной безопасности России и поэтому жестко регулируется государством, имеет другие механизмы и схемы административного управления и правового регулирования по сравнению с отраслями и товарами свободного рынка.

1.2 Функционирование и развитие атомной отрасли: факторы и условия

На все более конкурентном и многонациональном глобальном энергетическом рынке ряд важнейших факторов будет влиять не только на выбор вида энергии, но также и на степень и характер использования разных источников энергии. Эти факторы включают в себя:

1)            оптимальное использование имеющихся ресурсов;

2)            сокращение суммарных расходов;

3)            сведение к минимуму экологических последствий;

4)            убедительную демонстрацию безопасности;

5)            удовлетворение потребностей национальной и международной политики.

Для ядерной энергии эти пять факторов определяют будущие стратегии в области топливного цикла и реакторов. Цель заключается в том, чтобы оптимизировать эти факторы.

Хотя достижение признания со стороны общественности не всегда включалось в качестве важнейшего фактора, в действительности этот фактор является жизненно важным для ядерной энергии. Необходимо открыто и достоверно ознакомить общественность и лиц, принимающих решения, с реальными выгодами ядерной энергетики.

Основными преимуществами атомной энергетики являются высокая конечная рентабельность и отсутствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания (с этой точки зрения она может рассматриваться как экологически чистая), основными недостатками потенциальная опасность радиоактивного заражения окружающей среды продуктами деления ядерного топлива при аварии (типа Чернобыльской или на американской станции Тримайл Айленд) и проблема переработки использованного ядерного топлива.

Рентабельность атомной энергетики складывается из нескольких составляющих. Использование ядерного топлива для производства энергии не требует кислорода и не сопровождается постоянным выбросом продуктов сгорания, что, соответственно, не потребует строительства сооружений для очистки выбросов в атмосферу. Города, находящиеся вблизи атомных станций, являются в основном экологически чистыми зелеными городами во всех странах мира, а если это не так, то это происходит из-за влияния других производств и объектов, расположенных на этой же территории.

К недостаткам ядерной энергетики следует отнести потенциальную опасность радиоактивного заражения окружающей среды при тяжелых авариях типа Чернобыльской. Сейчас на АЭС, использующих реакторы типа Чернобыльского (РБМК), приняты меры дополнительной безопасности, которые, по заключению МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии), полностью исключают аварию подобной тяжести: по мере выработки проектного ресурса такие реакторы должны быть заменены реакторами нового поколения повышенной безопасности. Тем не менее в общественном мнении перелом по отношению к безопасному использованию атомной энергии произойдет, по-видимому, не скоро. Проблема утилизации радиоактивных отходов стоит очень остро для всего мирового сообщества. Сейчас уже существуют методы остекловывания, битумирования и цементирования радиоактивных отходов АЭС, но требуются территории для сооружения могильников, куда будут помещаться эти отходы на вечное хранение. Страны с малой территорией и большой плотностью населения испытывают серьезные трудности при решении этой проблемы.

«Скорость и степень накопления знаний в атомной отрасли может происходить медленнее, чем в отрасли возобновляемых источников энергии в силу следующих причин:

1)            относительно долгий срок разработки ядерных проектов означает и более медленное накопление опыта в ходе эксплуатации;

2)            повторное лицензирование моделей реакторов приводит к отсрочке внесения в существующие модели изменений;

3)            экономия от широкомасштабного серийного производства компонентов для ядерной индустрии имеет меньший эффект в силу того, что производственные партии гораздо меньше, чем для возобновляемых источников энергии, где могут быть установлены сотни и даже тысячи единиц.

1.3 Развитие атомной отрасли в России: исторический аспект

Отечественной атомной отрасли в августе 2010 г. исполнилось 65 лет. Ее страницы включают много событий с прилагательным «первый». Упомянем важнейшие из них:

1944 — получены первые в Евразии килограммы чистого урана.

1946 — в СССР запущен первый на территории Евразии исследовательский реактор Ф-1.

1948 — в СССР создан первый на территории Евразии промышленный реактор «А» мощностью 100 МВт.

1949 — испытания первой советской атомной бомбы, пуск первого в Евразии исследовательского тяжеловодного реактора ТВР.

1954 — введена в эксплуатацию первая в мире АЭС с мощностью 5 МВт (Обнинск, Калужская область)

1955 — запущен в эксплуатацию первый в мире реактор на быстрых нейтронах БР-1 с нулевой мощностью, а через год - БР-2 тепловой мощностью 100 КВт.

1957 — спущена на воду первая советская ядерная подлодка АПЛ К-3.

1959 — сдан в эксплуатацию первый в мире ледоход с ядерной двигательной установкой («Ленин»).

1964 — запущен первый реактор ВВЭР-1 мощностью 210 МВт (Нововоронежская АЭС).

1973 — запушен первый в мире энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350 (г. Шевченко, ныне — г. Актау, Казахстан).

1974 — запущен первый реактор РБМК мощностью 1000 МВт (Ленинградская АЭС).

Еще в 1918 году в Комиссии Академии наук по изучению естественных и производительных сил России был сформирован. Первый отдел, предназначенный для исследования редких и радиоактивных материалов. В 1920 г. состоялось первое заседание Атомной комиссии, в работе которого приняли участие А. Ф. Иоффе и другие ученые. А в 1921 г. Государственный ученый совет Наркомпроса учредил при Академии наук Радиевую лабораторию (позже — Радиевый институт), заведующим которой стал В.Г. Хлопин.

В 1933 году в Ленинграде была проведена I Всесоюзная конференция по ядерной физике. Она дала мощный толчок дальнейшим исследованиям. Годом позже А. И. Бродский впервые в СССР получил тяжелую воду. В 1935 году И.В. Курчатов с группой сотрудников открыли явление ядерной изометрии. Двумя годами позже в Радиевом институте (РИ АН) на первом в Европе циклотроне был получен первый пучок ускоренных протонов. В 1939 г. Я. Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, А. И. Лейпунский обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления. А 28 сентября 1940 года Президиумом Академии наук СССР была утверждена программа работ по первому советскому «урановому проекту».

В годы войны Государственный комитет обороны признал необходимым возобновить прерванные работы в области физики атомного ядра. В тех условиях это означало, прежде всего, изучение возможности создания атомной бомбы. 28 августа 1942 г. было подписано секретное постановление ГКО №2352сс «Об организации работ по урану». Был создан Специальный комитет для руководства всеми работами по использованию внутриатомной энергии урана, работами в областях добычи урана и разработки атомной бомбы. 12 апреля 1943 г. была образована Лаборатория № 2 Академии наук СССР (ныне — РНЦ «Курчатовский институт»), ее руководителем был назначен И.В. Курчатов.