Ядерно-топливный цикл Украины: быть или не быть?

Анатолий ШЕВЦОВ, директор ДФ НИСИ
Николай ЗЕМЛЯНОЙ, заведующий отделом
Алла ДОРОШКЕВИЧ, старший научный сотрудник

 

Долгий и напряженный процесс создания Энергетической стратегии Украиной на период до 2030г. приближается к завершению: стратегия разработана, на повестке дня - ее принятие

Согласно намеченным планам, за атомной энергетикой сохраняется ведущая роль в обеспечении устойчивого и эффективного энергообеспечения страны, а также ее энергетической независимости. Это предполагается обеспечивать за счет модернизации и повышения безопасности эксплуатируемых ядерных блоков, продления сроков их эксплуатации, ввода в строй новых мощностей, создания отечественного ядерно-топливного цикла, расширения добычи и переработки уранового и циркониевого сырья, внедрения передовых технологий на предприятиях атомно-промышленного комплекса, развития научно-технического потенциала.

В основу намеченных планов положен ряд уже разрабатываемых программ, невыполнение которых может явиться существенным препятствием на пути достижения поставленных целей. Одной из них является Комплексная программа разработки отечественного ядерно-топливного цикла в Украине, уточненная редакция которой была принята в июле 2001г. (постановление Кабинета Министров №634-8). Общие затраты на выполнение Программы определены в объеме $959,4 млн., или 5,3 млрд. грн. Для ее финансирования создан Фонд ядерного топливного цикла (ФЯПЦ), источником наполнения которого должны быть поступления от НАЭК «Энергоатом» за свежее ядерное топливо, полученное от России на компенсационной основе в течение 1994-1999 гг.

Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) является основной технологической цепочкой в производстве электроэнергии атомными электростанциями. В мировой практике выработка политики относительно ЯТЦ является прерогативой государства.

Составляющими звеньями ЯТЦ реакторов типа ВВЭР, эксплуатирующихся на украинских АЭС, являются процессы добычи и переработки урановой руды, получение гексафторида урана, его обогащение по урану-235, добыча и переработка циркониевой руды, производство циркониевого сплава и проката, производство тепловыделяющих сборок (ТВС), их использования на АЭС, обращение с отработанным ядерным топливом ОЯТ.

Именно заключительный этап ЯТЦ - обращение с ОЯТ определяет его тип. В мире существует 2 вида ЯТЦ: полный (закрытый) или неполный (открытый). При полном цикле ОЯТ после 3-5-летней выдержки в пристанционном бассейне перерабатывается на радиохимических заводах с извлечением из него урана и плутония для возвращения их в топливный цикл и с получением других ценных компонентов (нептуния, америция, кюрия). Остающиеся радиоактивные отходы уже со сниженным уровнем радиоактивности и уменьшенными объемами подлежат захоронению. Такой концепции обращения с ОЯТ придерживаются большинство развитых стран, обладающих ядерной энергетикой (Россия, Франция, Швейцария, Великобритания, Япония, Германия).

При неполном топливном цикле радиохимическая переработка ОЯТ не производится, осуществляется его долгосрочное (в течение нескольких десятков лет) хранение в пристанционных хранилищах без переработки. Такой путь выбрали Соединенные Штаты Америки, владеющие более 60% мировых запасов ОЯТ, Канада и Швеция.

США и некоторые страны планируют проводить окончательное захоронение ОЯТ в твердых геологических породах на глубине нескольких сотен метров. Другие государства считают, что одной из возможностей использования ОЯТ в дальнейшем может стать его трансмутация - выжигание долгоживущих радионуклидов в реакторах на быстрых нейтронах или в электроядерных установках.

В целом, реализация в полном объеме ядерно-топливного цикла очень сложна и дорогостояща. Единственной страной в мире, которой удалось ее решить полностью, является Россия. Остальные имеющие ядерную энергетику государства отдельные этапы ЯТЦ осуществляют за счет использования иностранных мощностей. Так, США, Франция и Великобритания покупают природный уран, Япония Германия, Швеция, Бельгия, Испания, кроме природного урана, покупают услуги по его конверсии и обогащению.

Принятая Украиной программа создания отечественного ЯТЦ также предполагает подключение иностранных мощностей для выполнения отдельных его этапов.

Сегодня участие Украины в производстве ядерного топлива для отечественных АЭС включает добычу и переработку урановой руды, поставку в Российскую Федерацию уранового концентрата (в объеме 30% собственных потребностей), добычу и переработку циркониевой руды и поставку в Россию циркониевого концентрата, карбида бора и легированных добавок (100%). Все остальное производится в РФ: концентрат урана (70%), гексафторид урана, его обогащение по урану-235, циркониевый сплав и его прокат, ТВС, осуществляется и научно-техническое сопровождение ЯТЦ. Только конверсия гексафторида урана и изготовление топливных таблеток производится в Казахстане. Россия поставляет готовые ТВС на все украинские АЭС. Отработавшее топливо вывозится в эту же страну на переработку. Ежегодные затраты на покупку свежего ядерного топлива для Украины составляют порядка $300 млн., за переработку ОЯТ - $100 млн. Кроме того, Россия поставляет до 85% необходимого для украинских АЭС оборудования.

Столь сильная зависимость Украины от России в обеспечении ее атомных электростанций свежим ядерным топливом всегда расценивалась как угроза национальной безопасности. В качестве одного из возможных путей решения этой проблемы рассматривается диверсификация поставок топлива - использование американского ядерного топлива фирмы Westinhouse. Так как российское и американское топливо отличаются по составу используемых в них сплавов, разрабатывается специальная программа по адаптации американского топлива применительно к использованию его на украинских АЭС. Эксперимент проводится на блоке №3 Южно-Украинской АЭС, куда поставляется опытная партия этого вида топлива. Заключение о возможной взаимозаменяемости российского и американского топлива должно быть получено в 2005г.

Комплексная программа создания отечественного ядерно-топливного цикла в Украине предполагает решение проблемы на долгосрочную перспективу путем использования отечественного сырьевого, производственного и научно-технического потенциала для полного удовлетворения собственных потребностей в ядерном топливе и выхода с высокотехнологичной продукцией на мировые рынки. Для этого запланировано поэтапное развитие и создание элементов отечественного ЯТЦ, включая увеличение добычи и переработки уранового и циркониевого сырья, получение гексафторида урана, реконструкция и создание мощностей по производству циркониевых сплавов и проката, на конечном этапе - и по изготовлению ТВС. Для операции обогащения урана предполагается применение иностранных мощностей. Проблему с ОЯТ предполагается решить за счет строительства на АЭС специальных сухих хранилищ.

Украина занимает 6-е место в мире и 1-е в Европе по разведанным запасам урана, владеет значительными запасами циркона, производствами по переработке урановой и циркониевой руды, опытно-промышленной базой и новейшими технологиями производства ядерно чистых циркония и гафния, циркониевого проката, а также значительным научно-техническим потенциалом для сопровождения разработки ЯТЦ.

Добыча и переработка урановой руды осуществляется на Восточном горно-обогатительном комбинате (г. Желтые Воды, Днепропетровская обл.). Урановая руда добывается в Кировоградской обл. на Смолинской и Ингульской шахтах, а увеличение ее добычи планируется в первую очередь за счет освоения Новоконстантиновского месторождения, для чего предусматривается строительство добывающе-перерабатывающего предприятия. Сегодня переработка урановой руды производится на гидрометаллургическом заводе в Желтых Водах. Кроме уранового производства, на заводе создана отдельная технологическая цепочка по переработке скадниевой руды и выпуску алюминий-скадниевой лигатуры. Освоение Новоконстантиновского месторождения и реконструкция действующего гидрометаллургического завода позволят полностью обеспечить потребности Украины в уране и создать базу для дальнейшего развития уранодобывающей и перерабатывающей промышленности нашей страны.

Добыча титано-циркониевой руды Малышевского месторождения и выпуск циркониевого и титанового концентратов осуществляется на Вольногорском государственном горно-металлургическим комбинате (Днепропетровская обл.). Почти 80% своей продукции комбинат поставляет на экспорт в 25 стран мира, включая США, Японию и большинство государств Европы. Ежегодно комбинат поставляет в Российскую Федерацию 3 тыс. т циркониевого концентрата для производства ТВС, обеспечивая потребности в этом сырье как Украины, так и России. Производство циркониевого сплава осуществляется российским ОАО «ТВЭЛ» в Удмуртии.

В Украине в 80-х годах было начато производство циркония и его сплавов с использованием новых технологий с сопутствующим получением гафния ядерной чистоты (99,95%) и утилизацией всех реагентов. Было получено 500 т тетрафторида циркония, 300 т металлического циркония, 30 т гафния. Однако в связи с Чернобыльской аварией работы в данном направлении были прекращены.

Программой по созданию ЯТЦ в Украине производство циркониевого сплава, проката и комплектующих для изготовления ТВС с использованием украинской технологии возложено на ГНПП «Цирконий», образованное в результате реконструкции Днепродзержинского ПХЗ.

Внедрение отечественных технологий позволит получать самый чистый среди производимого в мире цирконий с содержанием гафния на уровне 0,002-0,005% и производить более совершенное по сравнению с российским ядерное топливо с повышенной до 4% степенью выгорания и сроком эксплуатации до 4-х лет (вместо 3-3,4-х лет для российского).

Усовершенствование отечественного ЯТЦ предполагается также путем внедрения в систему управления защитой ядерных реакторов украинского гафния как поглощающего материала. По сравнению с применением других поглотителей, таких как карбид бора, он более эффективен в процессах регулирования работы реактора, следствием чего является экономия топлива (т.е. увеличение срока его эксплуатации) и не требует захоронения отработанных поглощающих стержней, что также дает существенную экономию средств.

Следует отметить, что Украина стала 3-й страной в мире после США и Франции, производящей гафний.

Имеющиеся на ГНПП «Цирконий» производственные мощности, научно-технический и кадровый потенциал позволяют организовать современное производство опытных партий редких и редкоземельных металлов, их сплавов в объеме от 1 т до 10 т в год.

Развитие указанных и сопутствующих им производств позволит полностью обеспечить топливом отечественные АЭС и выйти на международный рынок с высокотехнологичной продукцией циркониевого производства.

И если бы намеченные планы выполнялись, уже сегодня позиции Украины в мире как страны-обладательницы высокоразвитого атомно-промышленного комплекса значительно упрочились бы, и значительно проще было бы отстаивать национальные интересы на международном уровне.

Однако финансирование Комплексной программы и в связи с этим ее выполнение практически сорваны. Общая задолженность НАЭК “Энергоатом” перед ФЯТЦ по состоянию на 1 июля 2003г. составляла 804 млн. грн., и как следствие, наращивание производственных мощностей не производится, новые технологии не внедряются, происходит развал имеющегося научно-технического потенциала.

Наглядным примером такого положения вещей может служить сегодняшнее состояние дел на ГНПП «Цирконий», где программа внедрения отечественного циркония в ЯТЦ срывается не только из-за ненадлежащего финансирования, а из-за соответствующей политики Минтопэнерго. Отсутствуют заказы на изготовление опытных партий ТВС из отечественного циркония, не планируется пополнение госрезерва циркония и гафния в 2004г. Такая политика чревата для предприятия значительными экономическими убытками, что в результате может привести к полному его развалу.

Аналогичное состояние дел и в научной сфере: не проводится реорганизация научно-технической базы, о чем уже много говорилось, Украина не является участником основных международных проектов по перспективным ядерным технологиям (проекты ИНПРО, ИТЭР и др.), не является членом европейского исследовательского центра ЦЕРН, а также недавно созданного Всемирного ядерного университета.

Сотрудничество с международными организациями, такими как Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Агентство по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития (АЯЭ ОЭСР), Всемирная ассоциация организаций, эксплуатирующих атомные станции (ВАО АЭС) и др. также оставляет желать лучшего.

Настораживающим является следующий факт, который можно расценивать как пример дискриминационного отношения к Украине. В уточненной базе данных МАГАТЭ перечень объектов ядерного топливного цикла нашей страны представлен лишь 5-ю позициями: 2 хранилища радиоактивных отходов на ЧАЭС (жидких и твердых), сухое хранилище отработавших топливных сборок на Запорожской АЭС, ураново-рудное производство в Желтых Водах и Днепродзержинске. В то же время в базе не содержатся сведения о наличии урановых рудников в Кировоградской обл., отсутствуют какие-либо данные о циркониевом производстве, о научно-исследовательских организациях, участвующих в разработке технологий ЯТЦ. В базе данных также не нашло отражение планируемое Украиной увеличение добычи урановой руды.

Следует иметь в виду, что в последнее время в мире широко дискутируются вопросы ужесточения режима ядерного нераспространения. Катализатором такого рода дискуссий явились последние события: признание ливийского лидера Муаммара Каддафи в разработке его страной атомной бомбы, получившие огласку сведения о передаче пакистанскими учеными ядерных технологий Ливии и Ирану, жесткая позиция КНДР в переговорах о ее ядерной программе и т.п. Затрагивающими интересы Украины являются появившиеся в связи с этим в печати заявления американского президента Джорджа Буша, руководителя российского Минатома, а также некоторых других деятелей о необходимости сокращения круга стран, имеющих право заниматься ядерными технологиями, в частности прекратить разработку национальных ядерных топливных циклов в неядерных странах.

Сейчас трудно прогнозировать, какие дальнейшие шаги будут предприняты МАГАТЭ и ядерными державами в отношении неядерных государств, разрабатывающих национальные ЯТЦ. Однако если решения в отношении таких стран будут приниматься по состоянию де-факто, то позиции Украины как страны, обладающей такими технологиями, выглядят неубедительными, и в конечном итоге она может оказаться за пределами данного процесса. Поэтому свои стремления перейти из разряда стран-поставщиков сырья в ранг стран, обладающих передовыми технологиями и производящих конкурентоспособную продукцию, наше государство должна подкреплять конкретными делами.

К сожалению, уже имеется печальный опыт, когда под предлогом борьбы с распространением ядерных технологий на нашу страну оказывалось политическое давление. Так было с Бушерским проектом, когда под давлением США Украина была вынуждена отказаться от поставок энергетического оборудования Ирану, результатом чего стали многомиллионные убытки и потеря доверия потенциальных партнеров. Обещанная США компенсация так и не состоялась.

В складывающихся обстоятельствах в стране на всех уровнях руководства должны быть предприняты меры по форсированию выполнения Комплексной программы по созданию ЯПЦ, о ведущихся в стране работах в этой области мировая общественность должна быть широко информирована, должно быть расширено сотрудничество с международными ядерными и научными организациями.

В то же время затянувшаяся реорганизация предприятий атомно-промышленного комплекса и самого «Энергоатома» не способствует проведению такой активной политики. В связи с этим считаем целесообразным:

  • ускорить начавшуюся корпоратизацию НАЭК «Энергоатом» в целях обеспечения безопасного и эффективного функционирования ядерной отрасли;
  • в рамках корпорации «Энергоатом» создать Национальную акционерную компанию «УкрТВЭЛ», объединив в ней предприятия ядерно-топливного цикла с целью развития конкурентоспособных производств (урана, циркония, гафния, редкоземельных материалов и др.) и расширения их участия в изготовлении ТВС;
  • для проведения единой государственной политики в ядерной сфере, включая развитие ядерной энергетики (атомные реакторы, топливо для АЭС, обращение с ОЯТ и РАО, научную базу и т.п.), проблемы нераспространения и борьбы с ядерным терроризмом, создать Национальное агентство атомной промышленности.

Общие выводы по рассмотренной проблеме таковы: Украина всегда была активным участником процесса ядерного нераспространения и должна делать все от нее зависящее для решения данной проблемы. Но только не ценой прекращения разработки отечественного ядерно-топливного цикла, т.к. это противоречит ее национальным интересам и является недопустимым из соображений национальной безопасности.


Copyright © 2004 by DB NISS