Ядерная дилемма Франции?
Арджун Макхиджани[1]
Ядерный истеблишмент то и дело ставит в пример Францию, как модель настоящей
ядерной державы. Почти 80% электроэнергии страна получает за счет АЭС.
Отработанное ядерное топливо здесь перерабатывается для выделения плутония,
который используется для получения смешанного оксидного топлива – смеси диоксида плутония и диоксида обедненного
урана, которая называется МОХ- топливо. 30 % этого топлива идет на обеспечение
20 из 58 ядерных реакторов страны.
Такое «повторное использование» позиционируется как решение проблем с ядерными
отходами, и подразумевается, что Франция их уже решила. Предполагается, что это
поможет решить проблему сокращения выбросов углекислого газа (и практически все
единодушны в том, что это глобальная необходимость, требующая безотлагательности).
Наконец, говорят, что французская общественность более разумна в том, что поддерживает
чистую атомную энергетику, чем и отличается от скептически настроенного
американского общества.
Давайте отделим факты от мифов. В первую очередь рассмотрим факты из любимой
области ядерного истеблишмента:
1. Франция действительно получает почти 80% электроэнергии за счет атомной энергии.
2.
Франция
действительно перерабатывает основную часть уранового отработанного топлива на крупнейшем
в мире коммерческом заводе по переработке ОЯТ, расположенном в Нормандии на
мысе Ля Хаг. Там у Франции есть две установки по репроцессингу ОЯТ, одна для собственного
отработанного топлива, другая - для иностранного.
На комплексе также хранятся высокорадиоактивные жидкие отходы от репроцессинга,
а также высокорадиоактивные стеклянные блоки, полученные от соединения
высокоактивных жидких отходов со стекломассой. Объем этих радиоактивных стеклянных
материалов равен примерно трети объема перерабатываемого ОЯТ.
3.
Франция
ввозит весь урановый материал.
4.
МОХ-топливо
генерирует менее десяти процентов всей электроэнергии Франции.
А теперь о неприятных фактах.
Загрязнение от процесса
переработки
Подобно любой другой стране, которая имеет атомные электростанции, у Франции
есть большая и сложная проблема с ядерными отходами, которая пока никак не
решена. Репроцессинг и остекловывание на самом деле сокращают объемы высокорадиоактивных
отходов, однако создают иные проблематичные потоки отходов.
Например, электростанция в Ля Хаг использует трубопровод для ежегодного слива
сотен миллионов литров жидких радиоактивных отходов в пролив Ла-Манш, что приводит
к загрязнению всех океанов вплоть до Арктики. Этот вопиющий случай загрязнения продолжается
на основании лицемерного переименования жидких отходов в «стоки». Если эти же отходы
залить в цилиндрические ящики на
Более того, репроцессинг создает новые пути для возникновения твердых
отходов. Например, во Франции есть большие объемы отходов с плутонием, которые
называются долгоживущими ядерными отходами средней радиоактивности, основная
часть которых сопоставима с трансурановыми отходами в США. Такие отходы предназначены
для утилизации в глубокое геологическое хранилище вместе с остеклованными высокорадиоактивными
отходами. Данные о французских ядерных отходах не позволяют свободно сравнивать
объемы отходов до и после репроцессинга, предназначенных для хранилища. Однако стоит
отметить, что объемы долгоживущих ядерных отходов средней радиоактивности во Франции,
предназначенные для утилизации в хранилище, более чем в десять раз превышают
объемы высокоактивных отходов.[2]
Существуют также отходы с ураном, которые
выделяют в рамках системы переработки. В таблице 1 представлен приблизительный состав
свежего и отработанного ядерного топлива, выработанного ядерным реактором с
водой под давлением (это тип реактора, который используется во Франции, а также
наиболее часто встречается в США).
Таблица 1: Приблизительный состав топлива ядерного реактора с водой под давлением
(цифры округлены)
|
Вещество |
Свежее ядерное топливо (масса, в процентах) |
ОЯТ (масса, в
процентах) |
Комментарии |
|
Уран-235 |
4 |
1 |
Килограмм обогащенного ядерного топлива образует примерно семь килограммов
обедненного урана в процессе обогащения. |
|
Уран-238 |
96 |
94 |
|
|
Плутоний (а также незначительные объемы
других трансурановых радионуклидов) |
0 |
1 |
Смесь различных изотопов от плутония-238 до плутония-242.
Может использоваться для
производства ядерного оружия. Преддетонация наиболее вероятна для бомб,
созданных из плутония реакторного типа, нежели из оружейного плутония. |
|
Продукты деления |
0 |
4 |
Продукты деления в ОЯТ обладают самым высоким уровнем радиации. |
Примечание. Незначительное количество урана-234 и продуктов
активации в таблице не представлено. Таблица взята из статьи Арджуна Макхиджани
«Без углекислого газа и атомной энергетики: план энергетической политики США»
(Такома Парк, штат Мэриленд: IEER Пресс; г. Маскигон, шт. Мичиган:
RDR Books), 2007 год. Адрес статьи
в Интернете - www.ieer.org/carbonfree/.
На плутоний приходится лишь около
одного процента от массы ОЯТ. Это и есть «вторично используемая» часть. Эта оборотная
часть создает отработанное МОХ-топливо, с пониженным изотопным составом
плутония, который более сложно перерабатывать и использовать в легководных
ядерных реакторах. В конце концов, отработанное
МОХ-топливо скорее всего будет утилизировано в глубокое геологическое хранилище
вместе с остеклованными и трансурановыми отходами.
Репроцессинг и отходы обедненного
урана
Девяносто пять процентов от общей массы ОЯТ составляет уран, и практически весь
является ураном-238, которой не расщепляется. Этот уран загрязнен мелкими частицами
продуктов деления, плутонием и другими радиоактивными веществами. Теоретически его
можно вновь обогатить и применить как топливо, однако из-за его загрязнения проблема
переработки и обогащения урана является более сложной и дорогостоящей.
Прежде всего, следует отметить, что оборудование для переработки и
обогащения урана загрязняется этими веществами, которые намного радиоактивнее
на единицу массы, чем природный или низкообогащенный уран. Франция без труда отправляет
этот загрязненный уран в Россию[3], которая, по-видимому, не против загрязнения
своих обогатительных комбинатов. Стоит отметить, что американская программа компенсаций
для рабочих, производящих ядерное оружие, которые подвергаются радиационному
облучению, была инициирована в большей степени из-за всплывшего факта о том,
что обогатительный завод в городе Падьюка, штат Кентукки, загрязнен плутонием[4] и другими трансурановыми радионуклидами и что
эти вещества могли серьезно повлиять на радиационное облучение рабочих. [5]
Даже если загрязнение обогатительных заводов будет официально признано, основную
часть урана, который является нерасщепляющимся ураном-238, придется утилизировать
как обычные отходы. С 50-х годов прошлого века сторонники распространения атомной
энергетики мечтали о преобразовании урана-238 в топливо в «бридерных реакторах»,
где бы в качестве топлива использовался плутоний. Но из использования урана-238
они мечтали получить еще больше – энергосистему, которую первый руководитель
Национальной лаборатории Ок-Риджа Элвин Вейнберг (Alvin Weinberg) назвал «чудесным» источником энергии.
Но несмотря на 100-миллиардные расходы (в долларах США на 1996 год) во всем мире, комбинирование репроцессинга и бридерных
реакторов так никогда и не было поставлено на коммерческий поток. [6] На самом деле, бридерные реакторы работали
настолько неустойчиво – некоторые хорошо, некоторые очень плохо – что нет
никакой реальной перспективы серьезного использования коммерческих бридерных
реакторов на десятилетия вперед. Что же касается репроцессинга, Франция, которая
эксплуатирует самые эффективные из существующих в мире коммерческих
перерабатывающих предприятий, тратит примерно на два цента больше за каждый
киловатт-час электроэнергии, генерированной за счет МОХ- топлива, по сравнению
с урановым топливом.
Переработанный уран увеличил бы и без того огромные объемы обедненного урана,
полученного в результате обогащения урана для изготовления реакторного топлива.
Как и США, Франция пока не решила и эту проблему. В последние годы появились призывы
утилизировать обедненный уран тем же способом,
что и низкоактивные отходы класса А, то есть поверхностным захоронением, даже
если такое захоронение может привести к долговременным дозам облучения, намного
превышающим сегодняшние нормативы по радиационной защите. [7] Результаты утилизации урана, полученного после переработки, могут быть куда
хуже, поскольку радиоактивность урана от репроцессинга на единицу массы еще
выше.
Когда будут приняты во внимание радиоактивное и биологическое воздействия, обедненный
и переработанный уран необходимо будет утилизировать в глубокое геологическое
хранилище, как трансурановые отходы. Это может прибавить проблем с утилизацией отходов,
которые пока не решены ни в одной стране.
Глубокое геологическое хранилище
Итак, Франции все же необходимо глубокое геологическое хранилище для утилизации
высокорадиоактивных и трансурановых отходов. Программа строительства хранилища получила
в стране общественный резонанс, который не намного отличался от общественного сопротивления
по такому же случаю в США. Например, Франция, как и США, запланировала дать
оценку двум различным горным месторождениям, в том числе одному гранитному. Когда
были объявлены места гранитных месторождений, которые предполагалось использовать в качестве
геологических хранилищ, общественное возмущение привело в 2000 году[8] к отказу от второго из них. Точно
так же и США в 1986 году под давлением общественности отказались от идеи
использования гранитных месторождений в
целях мест захоронений ЯО. Более раннюю попытку дать оценку месту под хранилище
пришлось также оставить из-за воинственно настроенной оппозиции, которую
представляли региональные фермеры-птицеводы (“poulets de Bresse”).[9]
Подобно Соединенным Штатам, сейчас Франция
занимается оценкой лишь одного хранилища, продолжая сталкиваться с серьезными
техническими и политическими трудностями.
Риски возникновения аварийной
ситуации и нарушения безопасности
Франция по праву гордится своими кулинарными и винодельными традициями. Как
уже отмечено, часть оппозиции, воинственно настроенной против хранилища ядерных
отходов, была инициирована птицеводами, поставляющими кур для того, чтобы
угодить особым вкусам гурманов-парижан. До сих пор мало внимания уделялось тому,
что могло бы произойти в случае возникновения серьезной аварии, повлекшей
выброс больших объемов радиоактивности в масштабе, аналогичном Чернобыльской
катастрофе. Во Франции такая авария менее вероятна. Конструкция французских ядерных
реакторов, с одной стороны, отличается от чернобыльских. Однако, несмотря на то,
что механизмы работы могут различаться, а возможность аварии наверняка ниже, случись
подобная катастрофа, она могла бы нанести непоправимый вред самым лучшим
традициям страны. Когда в Париже, в 1990-е годы, я публично дискутировал с французом
- сторонником атомной энергетики и обратил его внимание на этот факт, большая
часть аудитории была шокирована осознанием такой возможности.
Несмотря на более широкое применение плутониевого топлива во Франции, нежели
в любой другой стране, здесь хранится огромный запас плутония. По данным на 2005
год, 81 метрическая тонна плутония была накоплена в комплексе Ла Хаг, из них около
51 метрической тонны принадлежало Франции.[10] У Франции нет больших возможностей увеличивать
потребление плутониевого топлива, поскольку лишь восемь ядерных реакторов (из
28 всего) годятся для использования до 30 процентов МОХ-топлива в активной зоне реактора. Этот плутоний
хранится в десятках тысяч контейнеров. Существует риск террористических атак как
на плутониевые склады, так и на цистерны с жидкими высокорадиоактивными
отходами.
Существует также риск распространения ядерного оружия. Больше всего это
относится к Японии. Франция перерабатывает японское отработанное топливо. Также
французы помогли Японии построить и ввести в эксплуатацию крупный коммерческий
перерабатывающий завод «Роккашо-мура» (Rokkasho-mura)[11]. Много лет Япония демонстрировала амбиции
по поводу использования МОХ- топлива в своих реакторах, но на сегодняшний день пока
так и не применила его из-за больших проблем. С программой бридерных реакторов также
постоянно случались неприятности, в том числе натриевый пожар в 1995 году на
демонстрационном заводе Монжу (Monju).
Соблазн превратить в оружие запасы излишков плутония, выделенного на коммерческих
перерабатывающих заводах, проявился самым драматичным образом, когда в 2002 году
лидер лейбористской партии Японии Ичиро Озава (Ichiro Ozawa) сказал, что Япония
может использовать свои коммерческие ядерные активы для изготовления тысяч
единиц ядерного оружия, если Китай станет чересчур сильным и «кичливым». [12]
В целом, проблема безопасности с запасами плутония продолжает расти. В 2005
году во всем мире насчитывалось около 250 метрических тон запасов коммерчески
выделенного плутония, при этом на Великобританию приходилось еще больше запасов
плутония, чем на Францию – 107
метрических тонн. Британия продолжает заниматься репроцессингом, несмотря на
то, что в стране даже нет ни одного
реактора, использующего МОХ-топливо. У одного из двух перерабатывающих предприятий
произошла серьезная внутренняя утечка высокорадиоактивного вещества, и оно было
закрыто на два года.
Кистонский центр по вопросам ядерного расследования (Keystone Center Joint Nuclear Fact-Finding (NJFF), куда входили представители атомной отрасли, выразил
несколько абсолютно четких предостережений по поводу рисков в связи с репроцессингом
и его развитием, которому содействует программа «Глобальное ядерное
энергетическое партнерство» администрации президента Буша (Global Nuclear Energy Partnership (GNEP):
Хотя NJFF соглашается с некоторыми пунктами
программы GNEP, эта программа не
является стратегической для решения проблем с радиоактивными отходами и ядерным
распространением. Группа NJFF согласна со следующими вопросами
относительно ядерного распространения, которые
программа GNEP пытается поставить:
• Все виды плутония, независимо от источника, могут использоваться для изготовления
ядерных взрывчатых веществ и должны контролироваться.
• Репроцессинг является проблемой для неядерных государствах. Широкое применение
смешанного оксидного топлива как в ядерных, так и неядерных державах вызывает одинаковые
сложности.
• Даже в государствах с ядерным оружием плутоний необходимо охранять и нельзя
увеличивать запасы выделенных и легко выделенных форм плутония, например,
смешанного оксидного топлива.
Разработчики NJFF уверены, что основные составляющие программы GNEP вряд ли будут иметь успех, поскольку:
• Программа GNEP требует в коммерческом
масштабе развернуть строительство перерабатывающих предприятий, а также большую
часть американского и мирового арсенала коммерческих реакторов возможно придется
превратить в ядерные реакторы на быстрых нейтронах.
• На сегодняшний день внедрение промышленных перерабатывающих предприятий
оказалось неэкономичным.
• Ядерные реакторы на быстрых нейтронах оказались неэкономичными и менее надежными,
чем обычные легководные реакторы.
Хотя это не является целью программы GNEP, она могла бы стимулировать
создание горячих камер (для работы с высокоактивными веществами), а также
работу научно-исследовательских и опытно-конструкторских центров по
репроцессингу в неядерных странах и кадровую подготовку специалистов в области
химии плутония и металлургии - все, что представляет собой серьезнейшую
опасность ядерного распространения.[13]
Процесс принятия решений по
ядерным вопросам во Франции
Выбрать атомную энергетику в
массовом порядке Франция решила в 1973 году,
когда нефтяной кризис обострил слабые места во французской энергосистеме, где для
генерирования электроэнергии почти на 40
процентов использовалась нефть. Поскольку атомная энергетика позволила Франции существенно
избавиться от нефти в энергетическом секторе страны (в последние годы ее доля
составляет около двух процентов), открытых дискуссий о том, насколько полезно
возлагать большие надежды на атомную энергию, было немного. Противников атомной
энергии серьезно смущали речи об энергетической независимости. Но на самом деле,
все запасы урана Франция ввозит – лишь около девяти процентов атомной электроэнергии,
которую генерируют за счет плутония, может по праву считаться энергией на
отечественном топливе. Энергосистема как никогда зависима от импорта нефти из-за
роста ее потребления в транспортном секторе.
Дотошные публичные проверки широкого распространения атомной энергии во Франции
осуществлялись намного проще благодаря тому, что в стране всего лишь одна энергетическая
компания «Электрисите де Франс» («Electricité de France» или EdF), которая на 100% принадлежала государству. Даже сегодня
EdF более чем на 80%
является государственной. Перерабатывающая компания «Кожема» (Cogema) также полностью была государственной. Сегодня
она является частью промышленного конгломерата AREVA, которая более чем на 80% принадлежит
французскому государству.
Выводы
Французская модель обложения своих налогоплательщиков добавленной стоимостью,
загрязнения океанов перед лицом протестующих соседних государств, а также аккумулирования
громадных объемов внутренних и иностранных запасов плутония вряд ли является
примером для подражания для Соединенных Штатов или любой другой страны.
Как отмечено в сопроводительных статьях, существует разумный и четкий путь к
энергетическому сектору, основанному на возобновляемых источниках энергии, который
не несет проблем и рисков атомной энергетики, которая, ко всему прочему, еще и
дорого стоит. Нет недостатка в источниках энергии с почти нулевыми выбросами углекислого
газа. Существует два наиболее важных ограничения:
·
Времени,
чтобы решить проблему радикального сокращения выбросов CO2, мало и становится все меньше.
·
Количество
средств ограничено, поэтому их необходимо направить туда, где в самые
кратчайшие сроки можно добиться наилучшего результата.
На строительство атомных электростанций уходит много лет. Как отмечено в
статье о затратах на АЭС «Затраты на атомную энергию: все выше и выше»,
существует разумная перспектива, что солнечные
электростанции среднего масштаба могут лет через десять или даже ранее
сделать атомную энергетику экономически нецелесообразной, особенно если
государственная политика будет направлена на поддержку не атомной, а солнечной
энергии..
Франция решила проблему своей независимости
от нефти для генерирования электроэнергии, выбрав атомную энергию, но в итоге, страна
создала себе совершенно другую сложнейшую проблему. Поэтому следовать по пути ядерной
Франции отнюдь не так приятно, как это представляют сторонники атомной энергии.
Даже французы умеют думать дважды. Менее 31% граждан поддерживает атомную
энергию, выражая тем самым реакцию на сегодняшний энергетический кризис. 54% французов
выступают сегодня против инвестирования трех миллиардов евро в строительство
нового ядерного реактора, а 84 % поддерживают развитие возобновляемых источников
энергии. [14] Однако французы попали в ситуацию зависимости от ядерной энергетики и еще
какое-то время не смогут из нее выбраться, потому что вырыли для себя еще более
глубокую ядерную яму, чем это сделали США.
