КОНЦЕПЦИЯРоссийской Федерации |
Приглашаем посетить СНВ-сайт нашего Центра (хроника событий, печатные и сетевые публикации, тексты официальных документов, ресурсы сети о проблемах сокращения ядерных вооружений) - информация обновляется еженедельно
Часть третья. (см. вторую часть)
5.4. Возможные сценарии энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония
Данные настоящего раздела носят предварительный характер, они демонстрируют масштаб проблемы (финансовый, по срокам реализации и др.) и определяют условия реализации программы (технические и финансовые).
Количество высвобождаемого оружейного плутония, которое определяет масштаб программы, составляет 50 тонн.
Первая часть крупномасштабной программы энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония - изготовление МОКС-топлива - может быть осуществлена на Комплексе-300 (ПО “Маяк”). Масштаб производства определяется реакторными возможностями по использованию этого топлива.
Сценарий 1. Использование реакторов на быстрых нейтронах.
В программу энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония будут вовлечены реактор БН-600 - на начальном этапе осуществления программы, вплоть до окончания срока его эксплуатации; и реактор БН-800 - после завершения строительства (2010 г.).
Оба реактора расположены на Урале в непосредственной близости ПО “Маяк”. Также на ПО “Маяк” сооружается хранилище высвобождаемого оружейного плутония. Компактное расположение всех основных производств по обращению с высвобождаемым оружейным плутонием позволит создать в России единый ядерно-энергетический плутониевый центр.
Сценарий 2. Использование реакторов на тепловых нейтронах ВВЭР-1000.
В программу энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония могут быть вовлечены все действующие реакторы ВВЭР-1000 (7 блоков) - вплоть до окончания срока их эксплуатации; и все строящиеся реакторы ВВЭР-1000 (3 блока) - в течение всего проектного срока их эксплуатации.
Реакторы ВВЭР-1000 расположены на площадках четырех АЭС в Европейской части России.
Производство МОКС-топлива малого масштаба будет задействовано в обоих сценариях:
- для регулярного промышленного использования МОКС-топлива в быстрых реакторах БН-600 и БОР-60 с целью скорейшего начала осуществления программы энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония и/или
- для проведения исследовательских работ по использованию этого топлива в реакторах ВВЭР-1000.
Производство МОКС-топлива промежуточного масштаба (пилотная установка) также рассмотрено в качестве альтернативы использованию Комплекса-300 (при условии, что проблема обеспечения ресурса пилотной установки решена на весь срок утилизации 50 тонн плутония).
Основные результаты экономического анализа представлены в табл.2. В ней же указаны параметры, влияющие на выбор оптимального варианта энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония.
Таблица 2
Основные характеристики утилизации 50 т избыточного оружейного плутония в ядерной энергетике России
Производство МОКС топлива на основе оружейного плутония
Комплекс-300
Пилотная установка
Реакторы - потребители МОКС топлива1)
1 БН-600
и 1 БН-800
(сценарий 1)
до 10 ВВЭР-1000
(сценарий 2)
1 БН-600
и 4 ВВЭР-1000
Срок утилизации 50 тонн оружейного
Pu2033
2032
2050
Полные затраты,
2) $ МЛН,1600¸ 1700
1800¸ 2200
1100¸ 1600
в т.ч. на утилизацию плутония ,
$ МЛН
600¸ 700
600¸ 1000
1100¸ 1600
Число вовлеченных площадок АЭС
2
5
5
Наличие плутониевой инфраструктуры на площадках АЭС
АЭС с БН-800 - запроектирована;
АЭС с БН-600 - имеется
Нет
АЭС с БН-600 - имеется;
АЭС с ВВЭР-1000 – нет
Перевозки плутония,
тонн Pu-км/год
330
5070
1670
Число реакторо-лет
53
187
187
Техническая обоснованность
Подтверждена
Требуется НИОКР
По ВВЭР-1000: требуется НИОКР
по БН-600: подтверждена
Социально-общественная приемлемость
Согласие региональных властей имеется
Требуется выяснение
Требуется выяснение (для АЭС с ВВЭР-1000)
Доля реакторов с МОКС-топливом в полной установленной мощности АЭС (28 ГВт (эл)
3))~ 5%
~ 35%
~ 16%
1) - На начальном этапе осуществления программы энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония возможно использование реактора БОР-60, в сценарии 2 - также реактора БН-600.
2) - Здесь и далее стоимость хранения высвобождаемого плутония в специализированном хранилище до его энергетического использования не учитывается.
3)- Ожидается к 2010 году согласно Программы развития атомной энергетики Российской Федерации на 1998-2005 гг. и на перспективу до 2010 г.
Примечание:
Затраты по всем сценариям возрастут при учете следующих факторов:
- - международный контроль и мониторинг (зависит от числа площадок и объема перевозок);
- - лицензирование строительства, модернизации и эксплуатации реакторов и установок по производству МОКС-топлива;
- - продление сроков эксплуатации реакторов БН-600 и ВВЭР-1000 с МОКС-топливом;
- - модернизация хранилищ отработанного топлива для обеспечения безопасного хранения отработанного МОКС-топлива или/и строительство новых хранилищ
- - удорожание производства уранового топлива из-за замещения части уранового производства на производство МОКС-топлива.
5.5. Итоговые характеристики и выводы
1. Энергетическое использование 50 тонн российского оружейного плутония, высвобождаемого в ходе ядерного разоружения, может быть начато еще в XX веке (в реакторах БН-600 и БОР-60) и завершено в течение первой трети XXI века.
В программе могут быть задействованы создаваемые мощности по производству топлива на основе оружейного плутония и реакторы - действующие и строящиеся: быстрые реакторы БОР-60, БН-600 и БН-800 и легководные ВВЭР-1000.
2. Использование в рамках этой программы Комплекса-300 для производства топлива на основе оружейного плутония и реакторов БН-600 и БН-800 обеспечивает:
- - максимальную подготовленность к реализации, включая согласие региональных властей;
- - возможность осуществление контроля, в том числе, двустороннего и международного в минимальном объеме (минимальное число площадок и перевозок);
- - минимальное влияние на ядерную энергетику России (мала доля атомно-энергетических мощностей, задействованных в программе использования МОКС-топлива);
- - возможность расширения МОКС-производства в последующем при наличии конъюктуры на рынке топливообеспечения атомной энергетики в России и за рубежом.
Также может быть обеспечено политическое преимущество России перед США из-за возможности более раннего начала программы необратимого вывода высвобождаемого оружейного плутония из ядерно-оружейной области.
3. В настоящее время программа энергетического использования высвобождаемого оружейного плутония является затратной, такой она останется в течение ближайших десятилетий. Основные причины - отсутствие производства МОКС-топлива с производительностью 2 тонны по плутонию в год и более; а также наличие значительных количеств сравнительно дешевого уранового топлива.
Для реализации программы требуется источник финансирования, внешний по отношению к России. При отсутствии внешнего финансирования в достаточном объеме, в России будут продолжены маломасштабные работы с использованием плутония по развитию технологий замкнутого топливного цикла в атомной энергетике и реакторов на быстрых нейтронах.
6. Межгосударственное Соглашение (основные положения)
Затраты на реализацию программы энергетического использования высвобождаемого российского оружейного плутония превышают планируемые затраты на развитие урановой атомной энергетики в России на 1,5 млрд.долларов США, ориентировочно. Такая программа может быть осуществлена при условии, что эти дополнительные затраты будут покрыты из зарубежных источников. Это может быть реализовано в рамках межгосударственного Соглашения.
Основные положения Соглашения
Две Стороны Соглашения
Россия - США (возможно, с участием других государств)
Цель Соглашения
Перевод декларированных Российской Федерацией количеств высвобождаемого оружейного плутония в неоружейную форму в согласованные сроки путем использования его в качестве топлива АЭС без дополнительных затрат со стороны России.
Предмет сотрудничества
Программа использования высвобождаемого российского оружейного плутония в атомной энергетике России, согласованная Сторонами. Включает в себя этап необходимых НИОКР.
Вклады Сторон
Россия США (с партнерами) - до 50 тонн оружейного плутония;
- научно-производственный потенциал;
- квалифицированный персонал;
- площадки с необходимой инфраструктурой.финансирование, компенсирующее затраты России на изготовление МОКС-топлива и его использование в ядерных реакторах Основные условия подготовки и реализации Соглашения
- Утилизация высвобождаемого оружейного плутония в России и в США должна проводиться параллельно, на основании скоординированных национальных программ.
- Международный контроль за процессом утилизации должен осуществляться на двустороннем уровне: Россия и США как две страны, обладающие избыточным оружейным плутонием, осуществляют взаимный контроль, объем и глубина которого определяются отдельно. Возможно привлечение МАГАТЭ на некоторых этапах контроля.
- Гарантии надежного финансирования в течение длительного времени.
- Использование высвобождаемого российского оружейного плутония в составе топлива реакторов должно исключать одновременную наработку в них плутония оружейного качества в течение всего срока действия Соглашения.
Заключение
Высвобождаемый в результате крупномасштабного ядерного разоружения оружейный плутоний является национальным достоянием России. Он сконцентрировал в себе труд нескольких поколений граждан нашей страны и должен использоваться с максимальным экономическим и социально-политическим эффектом.
Максимальное использование энергетического потенциала высвобождаемого плутония возможно в атомной энергетике. Имеющиеся в настоящее время в России мощности по производству плутониевого топлива и реакторный парк позволяют осуществлять маломасштабную программу энергетического использования высвобождаемого плутония. Эти работы, направленные на развитие технологий и производств замкнутого топливного цикла, соответствуют национальной стратегии развития атомно-энергетического комплекса и практике, осуществляемой в течение нескольких десятилетий.
Основное количество высвобождаемого оружейного плутония будет помещено в специализированное хранилище на долговременное хранение при безусловном соблюдении требований и условий безопасности, нераспространения и при наличии соответствующего международного контроля. Такое решение является естественным в силу отсутствия в настоящее время дефицита уранового топлива для отечественных АЭС.
В случае принятия политического решения об ускоренном переводе высвобождаемого оружейного плутония в формы, непригодные для использования в ядерном оружии, в России может быть реализована крупномасштабная программа энергетического использования всего заявленного количества плутония (до 50 тонн), изъятого из военной сферы. В результате, оружейный плутоний будет переведен в “стандарт отработанного топлива” и станет непригодным для использования в ядерном оружии. Необратимость процесса ядерного разоружения будет обеспечена.
Реализация такой программы может быть начата еще до конца XX века. Срок завершения работ по программе - первая треть XXI века. Доля мощностей, занятых в программе, составит от 5% до 35% всех атомно-энергетических мощностей России в зависимости от выбранного сценария.
Затраты на осуществление программы превышают планируемые затраты на соответствующий сектор “урановой” атомной энергетики в России на 1,5 миллиарда долларов США (ориентировочно).
С учетом этого,
условием реализации крупномасштабного использования высвобождаемого оружейного плутония в российской атомной энергетике является покрытие дополнительных расходов России Соединенными Штатами Америки и другими странами, заинтересованными в скорейшем и гарантированном переводе российского оружейного плутония в формы, непригодные для использования в ядерном оружии.
Организация международного сотрудничества возможна в рамках межгосударственного Соглашения. Важнейшие положения Соглашения - гарантии финансового обеспечения программы в течение длительного времени (не менее 10 лет) и международный (двусторонний) контроль за его реализацией на взаимоприемлемых условиях.
При рассмотрении политических аспектов проблемы обращения с высвобождаемым оружейным плутонием, Россия будет соотносить свои действия с соответствующими действиями США, исходя при этом из своих экономических возможностей, целей и задач национальной военной доктрины и других факторов. Утилизация высвобождаемого оружейного плутония в России и в США должна проводиться параллельно, на основании национальных программ. При проведении международных переговоров позиция России по принципиальным вопросам:
- о синхронности (“тонна за тонну”) процесса “уничтожения” высвобождаемого оружейного плутония (перевода его в неоружейную форму) в России и в США;
- о количестве “уничтожаемого” оружейного плутония в обеих странах и количестве оружейного плутония, остающегося в результате “уничтожения”;
- о способах обращения с высвобождаемым оружейным плутонием, -
должна соответствовать принципам, изложенным в настоящей Концепции. При этом в России недопустим такой способ обращения с высвобождаемым оружейным плутонием, в результате которого бесполезно исчезнет его энергетический потенциал (иммобилизация, смешение с радиоактивными отходами, геологическое захоронение и др.).
Политическое решение проблемы обращения с высвобождаемым оружейным плутонием должно учитывать все возрастающее количество энергетического плутония, нарабатываемого в коммерческих ядерных реакторах во всем мире. Как показали эксперименты, проведенные в США, такой плутоний может быть использован в ядерных взрывных устройствах (с худшими показателями по сравнению с ядерным оружием, в котором применен оружейный плутоний). Вместе с тем, энергетический плутоний - неотъемлемый материал существующей атомной энергетики, базирующейся в настоящее время на урановом топливе, и основной материал для будущей атомной энергетики. Поэтому
задача международного сообщества состоит в том, чтобы обеспечить развитие атомной энергетики, исключающее возможность переключения нарабатываемого плутония на немирные цели, путем обеспечения адекватного контроля на всех этапах деятельности и при условии наличия соответствующих обязательств страны, осуществляющей атомно-энергетическую программу.
Приложение
Термины и определения
Термины и определения, используемые в настоящей Концепции, означают следующее.
Ядерные материалы (вещества) - материалы (вещества), содержащие или способные воспроизвести делящиеся ядерные материалы (вещества).
Делящиеся ядерные материалы (вещества) - материалы (вещества), способные делиться на два-три осколка при поглощении нейтрона или самопроизвольно; при определенных условиях способные образовывать критическую массу.
Оружейные делящиеся материалы (вещества) - материалы (вещества), из которых могут быть или были изготовлены компоненты ядерных зарядов. К таким материалам (веществам) относятся: высокообогащенный уран и оружейный плутоний.
Высокообогащенный уран - уран с содержанием изотопа урана-235 более 20%; часто под высокообогащенным ураном понимается уран, содержащий 90 и более процентов изотопа урана-235.
Низкообогащенный уран - уран с содержанием изотопа урана-235 не более 20%; низкообогащенный уран с содержанием изотопа урана-235 от 2% до 5% используется при производстве топлива для АЭС.
Оружейный плутоний - плутоний, используемый для производства ядерных зарядов; нарабатывается в специализированных реакторах-наработчиках.
Энергетический (реакторный) плутоний - плутоний, нарабатываемый в коммерческих ядерных реакторах (быстрых и тепловых).
Быстрые реакторы (реакторы на быстрых нейтронах)*) - тип ядерных реакторов, способных к расширенному воспроизводству ядерного топлива.
Тепловые реакторы (реакторы на тепловых нейтронах)*) - тип ядерных реакторов, в котором возможность расширенного воспроизводства ядерного топлива отсутствует.
Замкнутый топливный цикл - такой топливный цикл в атомной энергетике, когда вторичное ядерное топливо (плутоний), наработанное в ядерных реакторах, применяется при производстве ядерного топлива для повторного использования в ядерных реакторах.
_______________
(*) Плутоний, нарабатываемый в ядерных реакторах обоих типов, может быть использован в ядерных взрывных устройствах
.