Перспективы конверсии российских исследовательских реакторов

Приведенный выше обзор показывает, что круг научно-технических и практических задач, решаемых с помощью исследовательских реакторов чрезвычайно широк. К ним в первую очередь относятся проведение фундаментальных исследований, развитие ядерной энергетики, а также производство материалов для электроники и медицинских изотопов. Широкий перечень решаемых задач обусловил разнообразие типов реакторов и их технических характеристик. ИР различаются конструкцией активной зоны, выделяемой тепловой мощностью, режимом работы, системой охлаждения, материалами замедлителей и отражателей, количеством и обогащением используемого топлива.

Информация о массе U²³⁵, находящегося в активных зонах каждого из этих реакторов, также как оценка в его годовой потребности приводится в Таблице 2.

Таблица 2. Список российских ИР, работающих на высокообогащенном урановом топливе.

Приведенные в этой таблице данные показывают, что общее количество U²³⁵ в активных зонах всех восемнадцати реакторов достигает 720 кг, а годовая потребность в нем оценивается в 276 кг. При этом более 90% от потребности приходится на семь реакторов — ИБР-2М, СМ-3, РБТ-6, РБТ-10/2, Мир-М1, Бор-60, ПИК.

Данные цифры по существу характеризуют отношение России к проблеме перевода своих ИР на низкообогащенное топливо. Если бы решение этой проблемы имело высокий приоритет, семь реакторов из вышеприведенного перечня должны были бы стать первыми объектами на конвертирование. Однако, как отмечалось выше, из этих семи реакторов, только в отношении реактора МИР-М1 проводится изучение возможности его перевода на низкообогащенное топливо и предварительный анализ показывает, что такая возможность не исключается. Тем не менее, в осуществляемой в настоящее время программе модернизации этого реактора возможность его перевода на низкообогащенное топливо не рассматривается.⁴⁵ Дополнительным показателем отношения России к данной проблеме может служить и российско-американское соглашение по техническому обоснованию возможной конверсии шести российских реакторов. Из этого списка только конверсия реактора МИР-М1 могла бы внести существенный вклад в снижение использования ВОУ в топливе ИР, так как реактор достаточно интенсивно используется и его годовое потребление U²³⁵ составляет 39 кг. Для остальных пяти реакторов временной коэффициент использования не превышает 50%, более того для реакторов Аргус, ОР и ИРТ он немногим больше 10%, а годовое потребление U²³⁵ всеми пятью реакторами не превышает 5 кг. Очевидно, все это свидетельствует о низком приоритете, придаваемом в России, задаче перевода ИР на низкообогащенное топливо.

Отсутствие интереса в России к конверсии собственных исследовательских реакторов может быть объяснено рядом взаимосвязанных причин. Как следует из таблицы 2 четырнадцать из восемнадцати ИР находятся в эксплуатации более 30 лет, и, как результат, у значительной части ИР временной коэффициент использования чрезвычайно низок. В последние годы только немногим более одной трети российских реакторов используются более половины календарного времени, а треть от общего количества ИР работали менее 10% календарного времени. Принимая во внимание экономические затраты связанные с разработкой, тестированием и приобретением низкообогащенного топлива, организации-владельцы реакторов не заинтересованы в конверсии реакторов, срок эксплуатации которых приближается к проектному, и которые практически не используются.

Другая причина связана с тем, что ИР являются основным инструментом решения задач, поставщиком которых является ядерная энергетика. В России, в отличии от США, принят ряд государственных программ по развитию ядерной энергетики, которыми предусмотрено создание новых типов энергетических реакторов, включая реакторы на быстрых нейтронах. По мнению специалистов, разработка энергетических реакторов на быстрых нейтронах не может быть обеспечена исключительно использованием вычислительных методов и потребует проведения исследований на высоко-поточных ИР с плотностью нейтронного потока порядка 1016 n/см²*с.⁴⁶ По этой причине новый многоцелевой быстрый исследовательский реактор МБИР, пуск в эксплуатацию которого намечен на 2019, будет работать на высокообогащенном топливе. К существующим реакторам, способным обеспечить близкие к этой величине значения плотности нейтронного потока относятся Бор-60, СМ-3, РБТ-6, РБТ-10/2, Мир-М1, ПИК, ИБР-2М, ВВР-М, ИР-8, ИВВ-2М работающие на высокообогащенном топливе. Проведение конверсии реакторов, обладающих уникальными характеристиками и занимающих наиболее значимое место среди всех объектов экспериментальной базы, потребует не только разработки и тестирования низкообогащенного топлива, но и реконструкции активной зоны, что по существу означает создание новых реакторов. Это работа потребовала бы времени и значительных финансовых затрат, и могла бы отрицательно сказаться на реализации принятых программ развития ядерной энергетики.

Наконец существует также мнение, что в контексте нераспространения, конверсия ИР для России не является столь актуальной задачей как для других стран, поскольку она является ядерной державой.

Отсутствие в России правительственной программы конверсии собственных исследовательских реакторов, объясняется вероятно совокупностью этих факторов. Без такой программы, поддержанной федеральным финансированием, невозможно рассчитывать на интерес организаций-владельцев реакторов к данной проблеме.

Низкий интерес к конверсии собственных исследовательских реакторов однако не уменьшает интереса Росатома к программе RRRFR. Программа является примером успешного российско-американского сотрудничества и российские специалисты хотели бы включения в программу отработавшего высокообогащенного уранового топлива, накопленного на российских ИР. В хранилищах ОЯТ исследовательских реакторов накоплено около 14 тыс. отработавших ТВС и твэлов различного типа, с содержанием высокообогащенного урана в несколько тонн. Наибольшее количество ОЯТ, около 80%, хранится на двух предприятиях — ФЭИ и НИИАР.⁴⁷ В настоящее время Росатом осуществляет сбор и обобщение необходимой информации для принятия решений по включению в программу RRRFR ОЯТ российских ИР.