Крутой характер урана
Крутой характер урана
Говорят, что никогда не ошибается только тот, кто ничего не делает. Но есть отрасли, где неправильные действия могут иметь роковые последствия. Причем в масштабах земного шара. Это атомная энергетика. Именно поэтому специалистов для упомянутой отрасли готовят дольше, чем для большинства других.
В Ивановском государственном энергетическом университете работает единственный на всю Россию тренажер блочного щита управления ядерного реактора ВВЭР-1000, на котором студентов учат оперативно и грамотно предотвращать внештатные ситуации и устранять их. На днях мы побывали в ИГЭУ, в научно-образовательном центре высоких технологий в тепловой и атомной энергетике.
ГОРЯЧЕЕ СЕРДЦЕ АЭС
Наша беседа с его директором Владимиром Щебневым начинается, как ни странно, с анекдота.
- Отставной капитан читает курс гражданской обороны. И говорит своим ученикам: «А теперь, в течение часа, разберем тему «Основы ядерной физики». Вот и я вас за короткое время попытаюсь ввести в курс проблемы безопасности на атомных электростанциях, - с улыбкой рассказывает человек, при участии которого был пущен не один блок АЭС в стране, однако сразу же переходит на серьезный тон, - но вообще-то этот вид энергетики требует длительного и подробного изучения.
Актуальности тема не теряет – особенно сейчас, когда вся планета говорит о катастрофе на японской АЭС «Фукусима-1». Владимир Сергеевич приглашает меня в компьютерный класс, где группа старшекурсников сосредоточенно вглядывается в запутанные схемы, отображенные на мониторах. Оказывается, это составляющие атомной электрической станции в виртуальном виде. На большом экране начальник отдела компьютерных средств обучения Виталий Баранец демонстрирует, что представляет собой АЭС.
Ну что ж, пришло время обновить в памяти школьный курс физики, в рамках которого мы, кажется, изучали, из чего состоит атомная электростанция. Итак, в самом сердце АЭС находится ядерный реактор, в обывательском восприятии – гигантский цилиндр.
- Если грубо, представьте огромный чайник, - предлагают мои собеседники.
Для таких чайников в понимании АЭС, как я, подобное объяснение помогает вникнуть в суть вопроса. Так вот, в реакторе происходит управляемая реакция распада радиоактивного топлива, что сопровождается выделением энергии. Температура здесь поддерживается очень высокая – около 1600 градусов. Через реактор циркулирует вода, которая нагревается до 320 градусов. Высокое давление не дает ей закипеть. Это один водный контур. В другом же контуре вода превращается в пар, который приводит в действие турбину. Именно из-за двух контуров данный тип реакторов назвали водно-водяным энергетическим реактором (сокращенно ВВЭР). Тавтология, конечно, но зато по-инженерному точно. А что же происходит на АЭС дальше? В действие приводится электрогенератор и вырабатывается электричество. Виталий Эдуардович объясняет, что в случае аварийных ситуаций срабатывает система безопасности. Мне она напоминает нервную систему, которая регулирует все импульсы большого «организма», состоящего из десятков устройств.
ТРЕВОГА!.. ПОКА ТОЛЬКО УЧЕБНАЯ
Вроде бы все понятно. Но атомная энергетика – не такая простая вещь, как кажется. И это становится ясно, когда меня пригашают в большое помещение, где располагается сам тренажер блочного щита управления ВВЭР-1000. Вид его впечатляет. Перед нами - множество высоких стендов, на которых - сотни лампочек, кнопок, загадочные сочетания букв и цифр.
Мне доверяют нажать на одну из кнопок. Я с любопытством соглашаюсь. В то же мгновение на стендах начинают мигать огоньки и раздаются устрашающие звуковые сигналы.
- Вы только что остановили блок атомной станции, - говорит мне Владимир Сергеевич, - это самое простое задание, которое у нас выполняют студенты.
Попробуй тут не потерять самообладание! Но у оператора блока АЭС нет на это права. Поэтому кандидаты на эту должность проходят строгий отбор по психологическим характеристикам. Обмануть тест – бесполезная затея.
Блочный щит управления – своего рода мозг АЭС. Его работа зависит от действий всего персонала станции. Именно поэтому студенты специальности «Атомные электрические станции и установки» много практикуются на тренажере, чтобы почувствовать его, понять, как работает «сердце» АЭС. А на компьютерах они моделируют сотни видов аварий, чтобы научиться быстро устранять их последствия.
Атомщики – штучный «товар», их подготавливают в вузах, число которых можно по пальцам пересчитать. По процентному соотношению пальму первенства в стране держит Ивановский энергоуниверситет. И подготовка эта длится не пять традиционных лет, а пять с половиной.
- Недавно начался переход высшей школы на двухуровневую систему, - продолжает Владимир Щебнев, - нам предложили готовить бакалавров за четыре года. Но как можно, например, оператора блока АЭС выучить за этот срок? К счастью, нам удалось отказаться от навязываемой болонской системы.
УРОН от УРАНА
Почему на «Фукусиме-1» произошла такая серьезная авария и какие меры безопасности предпринимаются на российских АЭС?
- В Японии из-за землетрясения и цунами разрушилась система отвода тепла, работа которой стала невозможна из-за отсутствия электроэнергии. А ядерное топливо для соблюдения безопасности нужно охлаждать, - продолжает мой собеседник. - В нормальных условиях для охлаждения реактора подается примерно 8000 кубометров воды в час. Понятно, что брандспойтами, которые пригнали японцы к месту катастрофы, решить проблему было нереально. Впрочем, окончательные выводы о причинах и последствиях аварии сделает МАГАТЭ.
В России АЭС не строят в сейсмоопасных районах. Мощность станций растет, но совершенствуются и системы безопасности. Все более актуальными становятся пассивные, которые не нуждаются в подаче электроэнергии (возможно, если бы они были в Японии, ситуация не зашла бы так далеко). Кроме того, на станциях устанавливаются специальные ловушки. В случае расплавления днища реактора надежное устройство удержит топливо в себе, воспрепятствует попаданию радиации в землю и в грунтовые воды. Оболочка ядерного реактора настолько крепка, что может выдержать падение самолета.
У специалистов атомной отрасли существует шкала оценки аварий, самый высокий показатель которой – седьмой уровень. Все происшествия, которые случались на российских АЭС, не переходили за грань единицы (остается только плюнуть через левое плечо и надеяться на профессионализм наших атомщиков, чтоб и дальше все было спокойно). Есть и правила безопасности, которые должны выполняться на каждой АЭС и которые постоянно пересматриваются с учетом реалий.
Тем не менее остаются не решенные до конца проблемы. Одна из них – как быть с отработанным ядерным топливом? Есть технологии его регенерации, то есть переработки для последующего использования. Но пока они применяются не столь широко, как хотелось бы. Однако все же самый главный вопрос – человеческий фактор. И он в отличие от процесса распада урана непредсказуем…
ИСТОРИЯ ВОПРОСА
Кстати, а почему именно уран? Владимир Сергеевич рассказал, что атомную энергетику в мире начали развивать отнюдь не для благородных целей, а для создания ядерного оружия. Подходящим вариантом топлива для реакторов признали уран-235, который «умеет» активно распадаться (в отличие от своего собрата - урана-238). И сейчас уран-235– самый распространенный в атомной энергетике. В природном уране этого изотопа содержится всего 0,7 процента. Чтобы увеличить его содержание, проводится сложный процесс обогащения урана.
Не будем загружать читателя длинной историей создания атомных реакторов, скажем лишь, что в нашей стране было разработано два их основных типа – РБМК и ВВЭР. Первый печально известен по Чернобылю, и потому дальнейшая разработка этого направления закрыта. А вот с ВВЭР связывают большое будущее энергетической отрасли (ими оборудовано более половины АЭС в России). Считается, что они более надежные.
Сейчас в России работают десять атомных электрических станций. Почти на каждой - не по одному, а по несколько блоков (всего тридцать два). Мирный атом и дальше будет расширять свое влияние в стране. По словам Владимира Сергеевича, за последующие двенадцать лет планируется построить и запустить еще 23 блока АЭС.
Другого выхода, кроме строительства атомных станций, у человечества пока нет. Запасы нефти и угля заканчиваются. Что же касается ветряных и солнечных электростанций, то они обладают малыми, по сравнению с АЭС, мощностями. Так что за мирным атомом – будущее. Если, конечно, он не выйдет из-под контроля по вине людей…
Автор материала Нина Ярчук, «Рабочий край» 28-05-2011
