Быть первыми

Атомная отрасль создавалась с нуля, и во многом наши учёные были первооткрывателями. В этом году отечественной атомной промышленности исполнилось 75 лет: разработки атомщиков изменили и продолжают менять мир к лучшему. Вот примеры того, как технологии, в которых отечественные атомщики стали первыми, помогают человечеству решать глобальные проблемы.

Атомная энергетика: мощно и чисто

Наши потребности в электроэнергии растут, но человечество уже осознало: энергетика будущего должна быть безуглеродной. Именно советские учёные создали самый мощный источник чистой энергии на планете – в 1954 году в Обнинске была запущена первая в мире атомная электростанция.

В 2019 году АЭС России предотвратили более 100 млн. тонн выбросов парниковых газов в эквиваленте СО2 – это примерно столько, сколько выбрасывают ежегодно 20 млн. автомобилей. Год работы одной АЭС мощностью 4 ГВт можно сравнить с тем, какую эмиссию СО2 предотвращают 10-12 млн. га леса. Это лесной массив, превышающий по площади Венгрию!

Сегодня ведутся активные дискуссии о способах замедлить темпы глобального потепления, и эксперты сходятся во мнении, что добиться этого без развития атомной энергетики невозможно.

Реакторы БН: безопасно и эффективно

Советские атомщики были пионерами в создании промышленных реакторов на быстрых нейтронах. Сегодня Россия – единственная страна, имеющая два таких реактора и лидирующая в создании технологии замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ). Суть замыкания цикла в том, что «быстрые» реакторы работают в связке с тепловыми, дожигая оставшееся после них ядерное топливо и нарабатывая новое. Это как если бы автомобиль не сжигал бензин, а создавал его для себя!

Проект «Прорыв», созданный для реализации ЗЯТЦ, считается одним из главных в мировой атомной энергетике. Замкнутый топливный цикл поможет не только более экономно расходовать природные запасы урана, но и использовать уже отработавшее ядерное топливо. Безопасность, эффективность, минимум отходов – именно этого ждёт человечество от энергетики будущего.

Мобильные АЭС: энергия с доставкой

Можно ли перевезти атомную станцию из точки А в точку Б? Можно ли построить её в Европе, а запустить в Азии? Можно ли установить её на воде? Да, да и да! И первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция – ПАТЭС – уже работает на Чукотке.

С помощью мобильных энергоблоков малой и средней мощности можно решать проблемы энергоснабжения труднодоступных и отдалённых районов – и не только Крайнего Севера. Таких мест на планете очень много, строить стационарные АЭС там сложно, а обеспечивать энергопотребности за счёт завоза органического топлива – и дорого, и небезопасно для окружающей среды. 700 тысяч тонн СО2 – столько выбросов ежегодно предотвращает ПАТЭС. Мобильные атомные станции позволяют обеспечивать отдалённые районы светом и теплом без сжигания углеводородов и затрат на строительство больших объектов.

Атомные ледоколы: вперёд – сквозь льды

3 декабря – день рождения отечественного атомного ледокольного флота, единственного в мире. В 1959 году в этот день был поднят государственный флаг на первенце атомфлота – ледоколе «Ленин». За три десятка лет он провёл через льды арктических морей 3741 судно.

Сегодня в составе российского атомного ледокольного флота есть такие гиганты, как лихтеровоз «Севморпуть», способный взять на борт почти 1,5 тысячи восьмитонных контейнеров. Атомные ледоколы дают возможность дальнейшего освоения Северного морского пути – кратчайшего маршрута между Европой и Азией. А это означает строительство современных портов на СМП, развитие береговой инфраструктуры, тысячи новых рабочих мест, новая жизнь арктических населённых пунктов. При этом атомные ледоколы, значительно более мощные, чем дизельные, и способные работать без дозаправки более пяти лет, не загрязняют окружающую среду: облако пара – вот и всё, что они оставляют за собой.

Поколение 3+: 60 лет – не возраст

Атомная станция – сложнейшая система, имеющая несколько уровней безопасности. В 2016 году на Нововоронежской АЭС был пущен первый в мире энергоблок поколения 3+. Особенность этой разработки российских атомщиков не только в улучшенных технико-экономических показателях. Например, мощность реактора ВВЭР-1200 на 20% выше, а срок службы основного оборудования увеличен в два раза, то есть до 60 лет, и может быть продлён ещё на 20 лет.

Уникальность реактора поколения 3+, который сегодня является флагманским продуктом Росатома, ещё и в сочетании активных и пассивных систем безопасности, таких, например, как ловушка расплава активной зоны и система пассивного отвода тепла от реактора. Весь комплекс систем безопасности проекта ВВЭР-1200 делает энергоблок практически неуязвимым перед внешними воздействиями – как природными, так и техногенными, будь то землетрясение в 8 баллов, смерч до 56 м/с или падение авиалайнера.

Освоение космоса: от Земли до Марса за месяц

50 лет назад, 17 ноября 1970 года, на Луне начал работу первый в мире планетоход. На борту «Лунохода-1» находились созданные специалистами Минсредмаша радиоизотопные источники тепла, которые поддерживали оптимальную температуру в приборном отсеке, – она оставалась стабильной и лунной ночью, когда температура вне аппарата снижалась до -170 градусов, и днём, когда она поднималась до +150.

Сейчас марсоход «Curiosity», который исследует поверхность Красной планеты, оснащён разработанным российскими атомщиками прибором ДАН (динамическое альбедо нейтронов), помогающим в изучении грунта и воды. А работающая в открытом космосе обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма» делает снимки неба в рентгеновском диапазоне, создавая самую подробную карту Вселенной. Телескопы для неё создавались при участии учёных Росатома.

Как и в самом начале космической эры, атомные технологии продолжают играть ведущую роль в освоении космоса – дальние полёты, считают учёные, без них невозможны. Сегодня атомщиками ведётся разработка транспортного модуля: в перспективе атомное «сердце» его двигателя позволит преодолевать расстояние от Земли до Марса за месяц-полтора.

Термоядерный синтез: от токамака – к земному Солнцу

Давняя мечта учёных – воспроизвести процесс термоядерного синтеза, который происходит на Солнце, и научиться им управлять. Когда это случится, человечество получит сверхмощный и неиссякаемый источник чистой энергии, который станет грандиозным драйвером развития цивилизации.

Что это возможно, в 1950 году доказал советский физик Олег Лаврентьев. Наши учёные первыми разработали теоретическую основу термоядерного реактора и создали тороидальную камеру для магнитного удержания плазмы – токамак. Сегодня в мире работает больше трёх сотен таких установок, а самый большой в мире токамак – это часть международного термоядерного реактора ИТЭР, который строится на юге Франции. Именно с ИТЭР, в создании которого принимает участие и Россия, учёные связывают надежды на то, что земное Солнце будет создано.