COP-28 համաժողովի նախօրեին ՄԱԳԱՏԷ-ն հրապարակել է  «Միջուկային տեխնոլոգիաների տեսություն — 2023» զեկույցը, որը ներկայացնում է 2022 թվականին տեղի ունեցած հիմնական իրադարձությունները և միտումները, որոնք, ըստ գործակալության փորձագետների, կորոշեն ապագայում համաշխարհային միջուկային արդյունաբերության զարգացումը:

Ընդհանուր առմամբ, ամփոփագիրը պարունակում է 26 կետ, որոնք բնութագրում են հիմնական իրադարձություններն ու միտումները: Մենք կկենտրոնանանք առավել նշանակալից և հետաքրքիրների վրա:

Միջուկային հզորությունների ավելացում

ՄԱԳԱՏԷ-ն երկրորդ տարին անընդմեջ բարձրացրել է համաշխարհային միջուկային արդյունաբերության զարգացման իր կանխատեսումը։ Լավատեսական կանխատեսման համաձայն՝ 2050 թվականին աշխարհում տեղադրված ատոմակայանի հզորության ծավալը կարող է հասնել 873 ԳՎտ-ի։ Սա 10%-ով գերազանցում է նախորդ տարվա սցենարը։ Այսպիսով, համաշխարհային էներգետիկ զամբյուղում ատոմի տեսակարար կշիռը ներկայիս 9,8%-ից կարող է աճել մինչև 14%։ Որպեսզի կանխատեսումն իրականություն դառնա, կպահանջվի լայնածավալ անցում դեպի երկարաժամկետ շահագործման՝ ներառյալ գործող ռեակտորների շահագործման ժամկետի երկարացումը՝ զուգորդված մոտ 600 ԳՎտ նոր ատոմային արտադրության կառուցման հետ առաջիկա 30 տարիների ընթացքում:

Այս նպատակին հասնելու գործում մեծ ներդրում ունի Ռոսատոմը։ Պետ​​կորպորացիան յոթ երկրում կառուցում է 22 էներգաբլոկ։ Ընդհանուր առմամբ, ծրագրի պորտֆելը ներառում է 33 բլոկ 11 երկրում: 18 տարվա ընթացքում պետ​​կորպորացիան կառուցել է 18 մեծ հզորությամբ բլոկներ, որոնցից ինը Ռուսաստանի սահմաններից դուրս: Այս տարի վառելիքը մատակարարվել է Թուրքիայի «Աքքույու» և Բանգլադեշի «Ռուպուր» ԱԷԿ-եր։

Ինչպես նշվում է ուսումնասիրության մեջ, նոր ատոմային հզորությունների ակտիվ կառուցմանը խոչընդոտում են միջուկային նախագծերի ֆինանսավորման դժվարությունները: Բայց կան դրական փոփոխություններ․ 2022 թվականին ատոմային էներգետիկան ներառվել է Եվրոպական միության կայուն ֆինանսների և այլ երկրների տաքսոնոմիայի մեջ։ Ընդհանուր առմամբ, գործակալությունը նշում է քաղաքականություն մշակողների մոտ միջուկային արդյունաբերության նկատմամբ վերաբերմունքի բարելավվումը` կապված ցածր ածխածնային, կայուն էլեկտրաէներգիայի մատակարարման մեջ նրա ներդրման հետ: Թուրքիան և Եգիպտոսը, որտեղ Ռոսատոմը կառուցում է ատոմակայաններ, ատոմային էներգիան ներառել են Փարիզի համաձայնագրով առանց ածխածնի ապագայի իրենց ազգային ներդրումների մեջ:

ՓՀԱԿ

ՄԱԳԱՏԷ-ի կողմից բացահայտված ներկայիս միտումներից մեկը փոքր ատոմային գեներացիայի հանդեպ հետաքրքրությունն է: «Սպասվում է, որ ՓՄՌ-ները, առաջադեմ բարձր հզորությամբ ջրով հովացվող ռեակտորների հետ միասին կկազմեն հաջորդ երեք տասնամյակների ընթացքում հզորությունների ավելացման հիմնական մասը», — նշվում է զեկույցում:

Ռոսատոմն աշխարհում առաջինն էր, որ շահագործման հանձնեց լողացող ատոմակայանը՝ «Ակադեմիկ Լոմոնոսով» ԼԷԲ-ն և սկսեց իրականացնել ապարատային ևս երեք ՓՀԱԿ-ի նախագծեր: Առաջինը՝ Բայմսկու ԼՀԿ էներգամատակարարման համար չորս ԼԷԲ։ Երկրորդը՝ ցամաքային ՓՀԱԿ Յակուտիայում: Այս նախագծերի համար կօգտագործվեն ՌԻՏՄ-200 ռեակտորային կայանքներ տարբեր մոդիֆիկացիաներով: Բացի այդ, Ռոսատոմն աշխատում է ատոմակայանի կառուցման վրա, որը հիմնված է «Շելֆ-Մ» ռեակտորային կայանքի հիիման վրա՝ էլեկտրաէներգիա մատակարարելու Սովինոյե հանքավայրին և հարակից տարածքներին: Ընդհանուր առմամբ, Ռոսատոմում մշակման տարբեր փուլերում գտվնվում են ՓՀԱԿ-ի համար ռեակտորային կայանքների շուրջ տասը նախագիծ: Ռոսատոմն ակտիվորեն քննարկում է ՓՀԱԿ-ի կառուցումը տարբեր երկրների մասնավորապես, Մոնղոլիայի ու Մյանմայի կառավարությունների հետ։

Նոր տեխնոլոգիաներ

Ինչպես նշվում է զեկույցում, ավելի հաճախ են դիտարկվում, ուսումնասիրվում և կառուցվում ջրով հովացվող ռեակտորների կատարելագործված տարբերակները, որպեսզի աստիճանաբար ներդնեն ավելի բարձր արդյունավետություն ապահովող կիսափակ կամ փակ վառելիքային բարելավված ցիկլեր, որոնք ապահովում են ավելի բարձր արդյունավետություն․ «Ռուսաստանում շարունակվում են կոնցեպտուալ հետազոտություններ նորարարական ջրա-ջրային էներգետիկ ռեակտորի ուղղությամբ՝ ջերմակրիչի գերկրիտիկական պարամետրերով, ներառյալ արագ նեյտրոններով ակտիվ գոտու կիրառման հնարավորությունը: Վերջին մշակումները կենտրոնանում են փոքր մոդուլային տարբերակների վրա՝ շեշտը դնելով բարելավված միջուկային անվտանգության, ֆիզիկական միջուկային անվտանգության, ծախսարդյունավետության և կայունության վրա»: Բացի այդ, Ռոսատոմը գտնվում է սպեկտրային կարգավորումով ՋՋԷՌ-Ս ռեակտորի մշակման առաջադեմ փուլում (այդ մասին գրել ենք վերջին համարում)։

Խոստումնալից տեխնոլոգիաների թվում են նաև հեղուկաղային ռեակտորները։ Ռոսատոմը զարգացնում է այս ուղղությունը, բայց ոչ էներգետիկ նպատակներով։ Հետազոտական ​​ հեղուկաղային ռեակտորը նախատեսված է փոքր ակտինիդների փոխակերպման տեխնոլոգիան փորձարկելու համար՝ ավելի ցածր ակտիվությամբ տրոհման արտադրանք ստանալու համար: Ռեակտորը նախատեսվում է շահագործման հանձնել 2030 թվականին։

Զեկույցի առանձին հատվածը նվիրված է արագ ռեակտորներին: Աշխարհում շահագործվում է  նատրիումային ջերմակրիչով արագ նեյտրոններով հինգ ռեակտոր․ մեկական՝ Չինաստանում և Հնդկաստանում, իսկ երեքը՝ Ռուսաստանում: Ռոսատոմը նախատեսում է կառուցել ևս մեկ արագ նատրիումային ռեակտոր՝ 1200 ՄՎտ էլեկտրական հզորությամբ՝ ԲՆ-1200։ Բետոնի առաջին թափումը նախատեսված է 2027 թվականին։ Բացի այդ, ընթացքի մեջ է Բազմաֆունկցիոնալ արագ հետազոտական ​​ռեակտորի (ԲԱՀՌ) կառուցումը նատրիումային հովացուցիչ ջերմակրիչով՝ 150 ՄՎտ էլեկտրական հզորությամբ։

Աճում է հետաքրքրությունը ծանր հեղուկմետաղական ջերմակրիչի կիրառմամբ տեխնոլոգիաների ներկայացնում: Ռոսատոմն այստեղ նույնպես առաջատարն է. աշխարհում առաջին անգամ կառուցում է կապարի ջերմակրիչով արագ նեյտրոններով փորձնական ցուցադրական ռեակտոր ԲՐԵՍՏ-ՕԴ-300 ՝ 300 ՄՎտ էլեկտրական հզորությամբ։

Ատոմային էներգիայի ոչ էլեկտրական կիրառումը

Ինչպես նշվում է զեկույցում, ռեակտորային տեխնոլոգիաների ոչ էլեկտրական կիրառությունների շարքում ամենամեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում ջերմության արտադրությունն է՝ ինքնուրույն կամ էլեկտրաէներգիայի հետ համակցմամբ  (քաղաքային ջեռուցման և արդյունաբերական կայանների համար), աղազերծումը և ջրածնի արտադրությունը: Ռոսատոմն առաջարկում և զարգացնում է այս բոլոր ուղղությունները: Այսպիսով, Չուկոտկայի «Ակադեմիկ Լոմոնոսովը» ջերմություն է ապահովում մոտակա Պևեկ քաղաքին։ «Աքքույու» ԱԷԿ-ում տեղադրվում է Ռոսատոմի կողմից նախագծված և սարքավորված ռեակտորների, խմելու ջրի և հրդեհաշիջման կարիքների համար աղազերծման կայան: Կոլա ԱԷԿ-ում նախատեսվում է գործարկել ստենդային փորձարկման համալիր՝ էլեկտրոլիզի միջոցով ջրածնի արտադրության համար։ Բացի այդ, Ռոսատոմը մշակում է 200 ՄՎտ ջերմային հզորությամբ բարձր ջերմաստիճանով գազով հովացվող ռեակտորի նախագիծ՝ տարեկան մոտ 110 հազար տոննա ջրածնի արտադրության քիմիական-տեխնոլոգիական կայանքով։ Ակնկալվում է, որ առաջին բլոկը կկառուցվի 2032 թվականին։

Բնական ուրան

ՄԱԳԱՏԷ-ի փորձագետները, որոնք վկայակոչում են համաշխարհային կանխատեսումները, գնահատում են, որ ուրանի պահանջարկը տարեկան մոտ 160 միլիոն ֆունտ ուրանից կհասնի մոտ 190 միլիոն ֆունտի մոտակա հինգ տարիների ընթացքում: «Ուրանի սփոթային գնի հետագա աճի ակնկալիքով կանխատեսվում է, որ ատոմակայանների գնումների բաժինները ձգտելու են իրականացնել ֆորվրդային գնումներ և կրկին կնքել  երկարաժամկետ պայմանագրեր ուրանի մատակարարների հետ: Սա կարող է հանգեցնել ուրանի սփոթային գնի հետագա աճի, որը ակնկալվում է, որ մինչև 2027 թվականը մոտավորապես $52/ֆունտ U3O8-ից կհասնի մոտավորապես $65/ֆունտ U3O8-ի»,- ասվում է զեկույցում: Առայժմ իրականությունը գերազանցել է այս կանխատեսումը. 2023 թվականի դեկտեմբերի 4-ի դրությամբ ուրանի սպոտային գինը կազմում էր $81,45/ֆունտ։

«Ակնկալվում է, որ ուրանի նոր հանքեր կբացվեն առաջիկա հինգից տասը տարում, ներառյալ Ավստրալիայում, Բրազիլիայում, Կանադայում, Մավրիտանիայում և Նամիբիայում: Սակայն, այս նոր ձեռնարկություններում արտադրության ծրագրված ծավալները բավարար չեն լինի լրացնելու մատակարարման բացը, որը ներկայումս ծածկվում է երկրորդական աղբյուրներով: Այս առումով ակնկալվում է, որ առաջիկա տարիներին ուրանի որոնողական ակտիվությունը կաճի, այդ թվում ավանդական և ոչ ավանդական հանքավայրերում»,- կանխատեսում են ՄԱԳԱՏԷ-ի փորձագետները։

Հիշեցնենք, որ Ռոսատոմը հանքավայրեր է մշակում և հետախուզական աշխատանքներ է իրականացնում Ռուսաստանում և Ղազախստանում, ինչպես նաև նախագծեր է մշակում Տանզանիայում և Նամիբիայում։

Վառելիք

Վառելիքի հատվածում ՄԱԳԱՏԷ-ի փորձագետները առանձնացրեցին հետևյալ միտումները. մեծ ռեակտորների շահագործման մեջ օգտագործվող վառելիքի անվտանգության բարձրացում, հանդուրժող վառելիքի զարգացում, այրման խորացման և հարստացման մեծացման աշխատանքներ, վառելիքի արշավի ավելացում միջին այրման աճով:

Բացի այդ, նոր ռեակտորների մշակումը ենթադրում է վառելիքի նոր տեսակների մշակում։ «Բազմաթիվ տեսակի միջուկային վառելիքի նորարարական կոնցեպտների <...> արտադրության համար կպահանջվի ՎՆՈՈՒ (միջին հարստացված վառելիք, մինչև 20% — խմբ․)», — ասվում է զեկույցում։ ԱՄՆ նախատեսում է ՎՆՈՈՒ արտադրության հզորություններ ստեղծել, սակայն ներկայու միայն Ռոսատոմն ունի ՎՆՈՈՒ վառելիքի արտադրության ամբողջ տեխնոլոգիական շղթան։

Ռոսատոմը հսկայական համակարգված աշխատանք է իրականացնում վառելիքի նոր կոմպոզիցիաների և կառուցվածքային նյութերի ստեղծման ուղղությամբ՝ միջուկային վառելիքն ավելի խնայող և անվտանգ դարձնելու համար: Նաև կատարողական բնութագրերը բարելավելու նպատակով ուսումնասիրվում են թաղանթի արտադրության նոր, մասնավորապես, կոմպոզիտային տեխնոլոգիաներ: Այսպիսով, այս տարի ԲՈՌ-60 հետազոտական ​​ռեակտորում ավարտվել է սիլիցիումի կարբիդից պատրաստված կոմպոզիտային թաղանթների նմուշների փորձարկման առաջին փուլը։

Օգտագործված միջուկային վառելիքի (ՕՄՎ) վերամշակման հատվածում ավելի ու ավելի կարևոր է դառնում մշակման և վերամշակման հատուկ մեթոդների ստեղծումը: Ռոսատոմն այս հատվածում աշխատում է մի քանի ուղղություններով։ Նախ, սա սպառված միջուկային վառելիքից վառելիքի նոր տեսակների ստեղծումն է։ Առաջին հերթին դրանք օքսիդային ուրանային է և ուրան-պլուտոնիումայինը: Այսպիսով, ԲՆ-800 ռեակտորը մեկ տարի աշխատում է գրեթե ամբողջությամբ բեռնված ՄՈՔՍ վառելիքով բեռնված ակտիվ գոտիով։ Բացի այդ, Ռոսատոմն աշխատում է արդյունաբերական քանակությամբ նիտրիդային ուրան-պլուտոնիումային վառելիքի ստացման ուղղությամբ։

Երկրորդ՝ պետ​​կորպորացիան մշակում է հավասարակշռված միջուկային վառելիքի ցիկլի հայեցակարգը, ներառյալ օգտագործված վառելիքի բեռնաթափումը և վերամշակումը դրանից արժեքավոր բաղադրիչների արդյունահանմամբ և առավել ռադիոակտիվների՝ փոքր ակտինիդների հետայրմամբ: Հետայրումը հասել է ռեակտորի փորձարկման փուլ. դեկտեմբերին լեռնաքիմիական կոմբինատում (Ռոսատոմի վառելիքային ստորաբաժանման մաս) ընդունվել են  ՄՈՔՍ վառելիքով առաջին երեք հավաքներ, որոնք պարունակում են մանր ակտինիդներ ամերեցիում-241 և նեպտունիում-237: Հավաքները կբեռնվեն Բելոյարսկի ԱԷԿ-ի ԲՆ-800 ռեակտորում 2024 թվականի գարնանը։ Գիտնականների հաշվարկների համաձայն, արագ նեյտրոնների ազդեցության տակ ամերիցիումը և նեպտունիումը կքայքայվեն բեկորների՝ ավելի թեթև տարրերի, որոնք կունենան ավելի քիչ ակտիվություն և կիսատրոհման շրջան, քան սկզբնական իզոտոպերը։

Երրորդ՝ Ռոսատոմը մշակում է մեթոդներ, տեխնոլոգիաներ և միջոցներ տարբեր տեսակի օգտագործված միջուկային վառելիքի և ռադիոակտիվ թափոնների հետ անվտանգ վարման համար՝ հաջողությամբ օգտագործելով դրանք  կուտակված վնասը վերացնելու ուղղությամբ։ Այս աշխատանքը, օրինակ, երկար տարիներ հաջողությամբ ընթանում է Ռուսաստանի Արկտիկայի հյուսիս-արևմուտքում։

Չորրորդ՝ Ռոսատոմը զարգացնում է ենթակառուցվածքը ռադիոակտիվ թափոնների և օգտագործված միջուկային վառելիքի վերջնական թաղման համար: Վերջապես, հինգերորդը՝ Ռոսատոմը մշակում և իրականացնում է նախկին հանքարդյունաբերական ձեռնարկությունները անվտանգ վիճակի բերելու ծրագրեր: Նման նախագիծն ավարտվել է այս տարվա աշնանը Ուզբեկստանի նախկին Տաբոշարի հանքավայրում, որտեղ ԽՍՀՄ-ում ուրանի արդյունահանումն առաջին անգամ սկսվել է անցյալ դարի կեսերին։

Այսպիսով, Ռոսատոմի գործունեությունը ոչ միայն համապատասխանում է ատոմային ոլորտի միտումներին, այլ շատ դեպքերում դրանց առաջատարն է։