СОР-28 конференциясы қарсаңында МАГАТЭ «Ядролық технологияларға шолу – 2023» атты баяндама шығарды. Баяндамада 2022 жылы болған негізгі оқиғалар мен агенттік сарапшыларының пікірінше, болашақта әлемдік атом саласының дамуын айқындайтын үрдістер ұсынылды.
Барлығы түйіндемеде негізгі оқиғалар мен үрдістерді сипаттайтын 26 тармақ ұсынылған. Біз ең маңызды және қызықтыларына тоқталып өтеміз.
Атомдық қуатты арттыру
Екінші жыл қатарынан МАГАТЭ өзінің әлемдік атом саласының даму болжамын арттыруда. Оптимистік болжамға сәйкес, 2050 жылға қарай АЭС белгіленген қуатының көлемі әлемде 873 ГВт құрауы мүмкін. Бұл өткен жылғы сценарийге қарағанда 10% жоғары. Осылайша, әлемдік энергетикалық қоржында атомның үлесі қазіргі 9,8% – дан 14% – ға дейін өсуі мүмкін. Болжам шындыққа айналуы үшін алдағы 30 жылда 600 ГВт-қа жуық жаңа атом генерациясын салумен бірге жұмыс істеп тұрған реакторлардың қызмет ету мерзімін ұзартуды көздейтін ұзақ мерзімді пайдалануға кеңінен көшу қажет болады.
Росатом осы мақсатқа жетуге үлкен үлес қосып отыр. Мемлекеттік корпорация жеті елде 22 энергоблок салуда. Жобалар портфелінде барлығы 11 елде 33 блок бар. 18 жыл ішінде мемлекеттік корпорация үлкен қуатты 18 блок салды, оның тоғызы Ресейден тыс жерлерде салынған. Биылғы жылы отын Түркиядағы «Аккую» АЭС-ке және Бангладештегі «Руппурға» жеткізілді.
Зерттеуде атап өтілгендей, жаңа атомдық қуаттардың белсенді құрылысына ядролық жобаларды қаржыландырудағы қиындықтар кедергі келтіруде. Бірақ оң өзгерістер бар: 2022 жылы атом энергетикасы Еуропалық одақтың тұрақты қаржыландыру Таксономиясына және басқа елдердің таксономиясына енгізілді. Тұтастай алғанда, агенттік атомның төмен көміртекті тұрақты электр энергиясын жеткізуге қосқан үлесінің арқасында саясаткерлердің атом саласына деген көзқарасының жақсарғанын атап өтті. Росатом АЭС салып жатқан Түркия мен Египетте Париж келісіміне сәйкес ядролық энергетиканы көміртексіз болашаққа қосқан өздерінің ұлттық үлестеріне енгізді.
АҚАС
МАГАТЭ белгілеген өзекті тенденциялардың бірі – шағын атом генерациясына деген қызығушылық. «ШМР жетілдірілген жоғары қуатты сумен салқындатқыш реакторлармен бірге алдағы үш онжылдықта қуат өсімінің негізгі бөлігін құрайды деп күтілуде», – делінген хабарламада.
Росатом әлемде бірінші болып «Академик Ломоносов» қалқымалы АЭС – ҚЭБ іске қосты және «темірде» тағы үш АҚАС жобасын іске асыруға кірісті. Біріншісі – Баим КБК-ны энергиямен қамтамасыз етуге арналған төрт ҚЭБ. Екіншісі – Якутиядағы жердегі АҚАС. Бұл жобалар үшін РИТМ-200 реакторлық қондырғылары әртүрлі модификацияларда пайдаланылатын болады. Сонымен қатар, Росатом Савиное кен орнын және көршілес телімдерді энергиямен қамтамасыз ету үшін «Шельф-М» реактор қондырғысының негізінде АҚАС салу бойынша жұмыс істейді. Жалпы алғанда, Росатомда дамудың әртүрлі кезеңдерінде АҚАС үшін он шақты реактор қондырғыларының жобалары бар. Росатом АҚАС құрылысын әртүрлі елдердің үкіметтерімен, атап айтқанда Моңғолия мен Мьянмамен белсенді талқылайды.
Жаңа технологиялар
Баяндамада атап өтілгендей, жоғары тиімділікті қамтамасыз ететін жетілдірілген жартылай тұйық немесе тұйық отын циклдерін біртіндеп енгізу үшін су салқындатқыш реакторлардың жетілдірілген нұсқалары жиі қарастырылуда, зерттелуде және салынуда: «Ресей Федерациясында жылу тасығыштың шамадан тыс параметрлері бар инновациялық су-су энергетикалық реакторы бойынша, оның ішінде белсенді аймақты жылдам нейтрондарда пайдалану мүмкіндігі бойынша тұжырымдамалық зерттеулер жалғасуда. Соңғы әзірлемелер ядролық қауіпсіздік, физикалық ядролық қауіпсіздік, үнемділік және тұрақтылық параметрлерін жақсартуға бағытталған шағын модульдік нұсқаларға бағытталған». Сонымен қатар, Росатомада спектрлік реттелетін ВВЭР-С реакторының әзірлемесі даму сатысында тұр (біз бұл туралы өткен басылымда жазған болатынбыз).
Перспективалы технологиялардың ішінде сұйық тұз реакторлары да аталған. Росатом бұл бағытты дамытады, алайда энергетикалық мақсаттар үшін емес. Сұйық тұзды зерттеу реакторы белсенділігі төмен бөліну өнімдерін алу үшін минор актинидтерін трансмутациялау технологиясын әзірлеуге арналған. Реакторды физикалық іске қосу 2030 жылға жоспарланған.
Баяндаманың жеке блогы жылдам реакторларға арналған. Әлемде натрий жылу тасығышы бар бес жылдам нейтронды реактор жұмыс істейді: біреуі Қытай мен Үндістанда, үшеуі Ресейде. Росатом электр қуаты 1200 МВт – БН-1200 болатын тағы бір жылдам натрий реакторын салуды жоспарлап отыр. 2027 жылы бірінші бетонды құю жоспарланған. Сонымен қатар, электр қуаты 150 МВт натрий жылу тасығышы бар МБИР көп мақсатты жылдам зерттеу реакторының құрылысы жүріп жатыр.
Ауыр сұйық металл жылу тасығышты қолданатын технологиялар барған сайын қызығушылық тудырады. Росатом бұл жерде де алда келеді, ол әлемде алғаш рет 300 МВт электр қуаты бар БРЕСТ-ОД-300 қорғасын жылу тасығышы бар жылдам нейтронды тәжірибелі көрсеткіш реактор салуда.
Атом энергиясын электрлік емес қолдану
Баяндамада атап өтілгендей, реакторлық технологияларды электрлік емес қолданудың ішінде жылу өндіру – өздігінен немесе электр энергиясымен когенерацияда (орталық жылыту үшін және өнеркәсіптік кәсіпорындар үшін), тұщыландыру және сутегі өндірісі үлкен қызығушылық тудырады. Росатом осы бағыттардың барлығын ұсынады және дамытады. Осылай, Чукоткадағы «Академик Ломоносов» жақын маңдағы Певек қаласын жылумен қамтамасыз етеді. «Аккуюға» Росатом жобалаған және жинақтаған реакторларға, шаруашылық-ауыз су және өртке қарсы қажеттіліктерге арналған тұщыландыру қондырғысы орнатылады. Кола АЭС электролиз әдісімен сутегі өндіруге арналған стендтік сынақ кешенін іске қосу жоспарлануда. Сонымен қатар, Росатом жылына шамамен 110 мың тонна көлемінде сутегі өндіруге арналған химиялық-технологиялық қондырғысы бар жылу қуаты 200 МВт жоғары температуралы газ салқындатқыш реактордың жобасын әзірлеуде. Бірінші блок 2032 жылы салынуы керек.
Табиғи уран
Жаһандық болжамдарға сілтеме жасайтын МАГАТЭ сарапшылары уранға деген сұраныс алдағы бес жылда жылына шамамен 160 миллион фунт тотығудан 190 миллион фунтқа дейін өседі деп есептейді. «Уранның спот бағасының одан әрі өсуін күтуде АЭС сатып алу бөлімдері уран кені концентратын форвардтық сатып алуға ұмтылатын болады және уран жеткізушілерімен ұзақ мерзімді келісімшарттар жасасады деп болжануда. Бұл уранның спот бағасының одан әрі өсуіне әкелуі мүмкін, ол 2027 жылға қарай шамамен $52/фунт U3O8–ден шамамен $65/фунт U3O8-ге дейін өседі деп күтілуде», – делінген хабарламада. Әзірге шындық бұл болжамнан асады: 2023 жылдың 4 желтоқсанындағы жағдай бойынша уранның спот бағасы $81,45/фунт болды.
«Алдағы бес-он жылда жаңа уран кеніштері, соның ішінде Австралия, Бразилия, Канада, Мавритания және Намибия ашылады деп күтілуде. Алайда, осы жаңа кәсіпорындардағы болжамды өндіріс көлемі қазіргі уақытта қайталама көздермен қамтылған жеткізілім тапшылығын толтыру үшін жеткіліксіз болады. Осыған байланысты алдағы жылдары уранды, оның ішінде кен орындарының дәстүрлі және дәстүрлі емес түрлерін де іздестіру бойынша белсенділік артады деп күтілуде.», – деп болжайды МАГАТЭ сарапшылары.
Естеріңізге сала кетейік, Росатом кен орындарын игеріп, Ресей мен Қазақстанда іздестіру жұмыстарын жүргізеді, сондай-ақ Танзания мен Намибияда жобаларды дамытады.
Жанармай
Отын сегментінде МАГАТЭ сарапшылары мынадай үрдістерді атап өтті: жұмыс істеп тұрған ірі реакторларда пайдаланылатын отын қауіпсіздігін арттыру, толерантты отынды әзірлеу, жану және байыту тереңдігін арттыру жөніндегі жұмыстар, орташа жану ұлғаюымен отын науқанын ұлғайту.
Сонымен қатар, жаңа реакторлардың дамуы отынның жаңа түрлерін дамытуға әкеледі. «Инновациялық тұжырымдамалардың ядролық отынының көптеген түрлерін өндіру үшін <…> ВНОУ қажет болады (орташа байытылған отын, шамамен 20% дейін – ред.)», – делінген баяндамада. АҚШ ВНОУ өндірістік қуатын құруды жоспарлап отыр, бірақ қазіргі уақытта ВНОУ отын өндірудің толық технологиялық тізбегіне тек Росатом ие болып отыр.
Росатом ядролық отынды үнемді және қауіпсіз ету үшін жаңа отын композициялары мен құрылымдық материалдарды жасау бойынша үлкен жоспарлы жұмыс жүргізуде. Сондай – ақ, өнімділікті жақсарту үшін жаңа, атап айтқанда композиттік, яғни қабықшаларды жасау технологиялары зерттелуде. Сонымен, биылғы жылы БОР-60 зерттеу реакторында кремний карбиді композиттік қабық үлгілерін сынаудың бірінші кезеңі аяқталды.
Пайдаланылған ядролық отынды қайта өңдеу сегментінде өңдеу және қайта өңдеу бойынша арнайы әдістемелер жасау барған сайын өзекті болып отыр. Бұл сегменттегі Росатом бірнеше бағытта жұмыс істейді. Біріншіден, бұл ӨЯЖ-дан отынның жаңа түрлерін жасау. Ең алдымен, бұл уран оксиді және уран-плутоний. Сонымен, БН-800 реакторы бір жыл бойы МОКС отынымен толығымен жүктелген белсенді аймақпен жұмыс істеді. Сонымен қатар, Росатом өнеркәсіптік көлемде нитридті уран-плутоний отынын алу үшін жұмыс істейді.
Екіншіден, мемлекеттік корпорация одан құнды компоненттерді алу және ең радиоактивті – минорлық актинидтерді жағу арқылы ӨЯЖ айналымы мен қайта өңдеуді қамтитын теңгерімді ядролық отын циклінің тұжырымдамасын әзірлейді. Жану реакторлық сынау сатысына жетті. Тау-кен химия комбинатында (Росатом отын дивизионына кіреді) желтоқсан айында америций-241 және нептуний-237 миниорлы актинидтері бар МОКС-отыны бар алғашқы үш кассета қабылданды. Жинақтар 2024 жылдың көктемінде Белоярск АЭС БН-800 реакторына жүктеледі. Ғалымдардың есептеулері бойынша, жылдам нейтрондардың әсерінен америций мен нептуний сынықтарға, жеңілдеу элементтерге ыдырайды да бастапқы изотоптарға қарағанда белсенділігі мен жартылай шығарылу кезеңі аз болады.
Үшіншіден, Росатом жинақталған зияндызаттарды жою үшін оларды сәтті қолдана отырып, ӨЯЖ бен радиоактивті қалдықтардың әртүрлі түрлерімен қауіпсіз жұмыс істеу әдістерін, технологиялары мен құралдарын жасайды. Бұл жұмыс, мысалы, көптеген жылдар бойы Ресей Арктикасының Солтүстік-Батысында сәтті болды.
Төртіншіден, Росатом РАҚ мен ӨЯЖ түпкілікті көму бойынша инфрақұрылымды дамытады. Соңында, бесіншіден, Росатом бұрынғы тау-кен кәсіпорындарын қауіпсіз күйге келтіру жобаларын әзірлейді және орындайды. Мұндай жоба осы жылдың күзінде Өзбекстандағы бұрынғы Табошар кенішінде аяқталды, бұл жерде өткен ғасырдың ортасында КСРО-да уран алғаш рет өндіріле бастады.
Осылайша, Росатомның қызметі сәйкес қана келмей, сонымен қатар көптеген жағдайларда атом саласының тенденцияларының алдыңғы қатарында тұр.
