Беларусь и Россия прорабатывают проект по строительству мобильного атомного реактора. Представитель Академии наук нашей страны Сергей Щербаков считает, что атомная электростанция на колесах важна для отдаленных регионов нашей восточной соседки. Однако ранее в РФ этот проект планировали использовать для армии. В советское время в Беларуси уже была такая передвижная АЭС. Но после Чернобыльской катастрофы ее перестали использовать и разобрали. И вы вполне могли увидеть остатки данного реактора в неожиданном месте в Минске. Рассказываем историю этого необычного проекта.
Реактор переехал с гусениц на колеса
Беларусская «АЭС на колесах» тесно связана с советским пионером атомной отрасли Андреем Красиным, который в 1954 году вместе с другими учеными запустил первую в мире атомную электростанцию. Он же участвовал в создании первой передвижной АЭС ТЭС-3, где использовалось удлиненное гусеничное шасси тяжелого танка Т-10 — одна транспортируемая электростанция состояла из четырех таких машин. Работала она с 1961-го, а спустя восемь лет ее навсегда законсервировали — использование ТЭС-3 было признано нецелесообразным.
Но вернемся немного назад и переместимся в Беларусь. В 1960 году Красина избирали членом Академии наук БССР, он переехал в Минск из российского Обнинска и возглавил отделение атомной энергетики Энергетического института АН (это подразделение со временем стало Объединенным институтом энергетических и ядерных исследований — Сосны, который действует и сейчас).
В одну из поездок в Москву ученый узнал о существовании госзаказа на проектирование передвижной атомной электростанции мощностью 500−800 кВт. Наибольший интерес к проекту проявляли военные: им требовался компактный и автономный источник электричества для отдаленных объектов — там, где нет ни железных дорог, ни ЛЭП и куда сложно доставить большое количество топлива. Речь могла идти об электропитании радиолокаторных станций или пусковых установок ракет. Станция должна была работать при температурах от −50 до +35°С и при высокой влажности. Заказчик требовал, чтобы управление энергоустановкой было максимально автоматизировано. Кроме того, проектировщикам следовало придумать, как снизить потребление воды.
Беларусские ученые представили свой проект мобильной атомной станции осенью 1963 года — и он победил в конкурсе. Но лишь десять лет спустя, в 1973 году, в БССР создали специальное конструкторское бюро, которое начало конструировать и испытывать узлы будущего реактора. Передвижная АЭС получила название «Памир-630Д». Работы по проекту до воплощения в металле заняли более десяти лет. Руку к передвижной атомной электростанции приложили более 150 организаций и предприятий СССР.
Если очень упрощать, в ядерном реакторе есть горячая активная зона с, например, урановым топливом. Через нее пропускается теплоноситель — чаще всего это обычная вода, которая закипает, выделившийся пар вращает турбину, а та вырабатывает электричество. Однако в «Памире» по предложению Василия Нестеренко, заместителя Красина, а также генерального конструктора этой АЭС, в качестве теплоносителя и рабочего тела выбрали нитрин — вещество на основе обратимо распадающегося тетрооксида азота (N2O4) с примесью оксида азота (NO). Это позволило сократить размеры и массу установки, а также сильно снижало потребление воды, что было прописано в техзадании. Однако нитрин крайне агрессивен — при реакции с водой превращается в азотную кислоту. При нормальных условиях он выглядит как оранжевый пар. Однажды во время испытаний произошла небольшая утечка, и один из сотрудников КБ случайно вдохнул этот газ. Тот прореагировал с влагой в легких — и человек умер.
Электрическая мощность данной АЭС составляла 630 кВт (или 0,63 МВт), что отражено в названии. Для сравнения, проектная мощность современной БелАЭС более чем в 3800 раз выше — 2400 МВт.
В реакторе «Памира» использовались 106 топливных кассет, работать он должен был три года. Если перевести его мощность в понятные величины, то такое устройство могло питать электричеством целую больницу — и без необходимости подливать топливо. Все процессы внутри установки, начиная от пуска реактора, управлялись и контролировались с помощью компьютеров: два работали параллельно, а третий находился в «горячем» резерве. Реакторный блок монтировался на специальном трехосном полуприцепе МАЗ-9994 грузоподъемностью 65 тонн — его тянул МАЗ-537. Вместе с реактором путешествовали и два автономных дизель-генератора по 16 кВт.
Такая же связка тягача и прицепа везла на себе и турбогенераторный блок с оборудованием электростанции. Работал реактор в стационарном состоянии — оба модуля соединялись после того, как полуприцепы ставились на домкраты и с них снимались колеса. Остальные машины парковались не ближе 150 метров от реактора, что обеспечивало радиационную безопасность обслуживающего персонала, который состоял из 28 человек. Дополнительно в кузовах КрАЗов перевозили элементы системы автоматизированного управления защиты и контроля, а также вспомогательный энергоблок с двумя стокиловаттными дизель-генераторами. Итого пять машин. Развернуть станцию можно было за шесть часов.
Военный эксперт Александр Алесин отмечал, что конструктивные решения «Памира» в принципе не позволяли допустить катастроф, случившихся на Чернобыльской АЭС или «Фукусиме-1». Во-первых, все процессы управлялись и контролировались с помощью компьютеров. Во-вторых, была реализована пассивная система аварийного охлаждения реактора, которая позволяла в случае необходимости, например обесточивания, эффективно отводить тепло и не допускать разогрева активной зоны. В-третьих, важным страховочным элементом конструкции стал материал замедлителя, в качестве которого был выбран гидрид циркония. При аварийном повышении температуры гидрид циркония разлагается, и выделяемый водород переводит реактор в глубоко подкритичное состояние — то есть реакция деления прекращается, и АЭС не представляет опасности.
Тестирование под Минском за несколько месяцев до аварии на ЧАЭС
Запуск первого реактора состоялся 24 ноября 1985 года, в общей сложности экспериментальный образец ПАЭС отработал на разных режимах нагрузки почти 3000 часов — у поселка Сосны в нескольких километрах от Минска. Но уже спустя пять месяцев после пуска случился Чернобыль, и Совмин СССР создал комиссию, которой предстояло изучить вопрос о целесообразности дальнейших работ по «Памиру-630Д». В феврале 1988 года проект прекратил свое существование. Одним из главных мотивов стала «недостаточная научная обоснованность выбора теплоносителя».
— Все испугались, что находится в Минске практически новая совершенно установка, в которую заложен целый ряд принципиально новых технических решений, — рассказывал в 2017 году заведующий лабораторией экспериментальной физики и ядерной безопасности реакторных установок Объединенного института энергетических и ядерных исследований — Сосны Святослав Сикорин.
По воспоминаниям генерал-майора Виктора Манойлина, возглавлявшего в 1974–1989 годах 23-й государственный морской проектный институт Минобороны СССР, «Памир-630Д» задумывался как войсковая атомная электростанция (ВАЭС). Команды испытателей набирались из специалистов военно-морского флота. По его словам, к 1988 году были построены два опытных образца «Памира», но в ходе испытаний не удалось добиться требуемых характеристик, что не позволило принять автомобильные войсковые АЭС на вооружение.
Есть версия, что причиной прекращения проекта стала и перестроечная политика разоружения — сокращение числа пусковых ракетных установок в Сибири сделало ненужными и мобильные АЭС для их энергоснабжения.
Наследство «Памира» осталось под Минском и отправилось в клуб
Одна сохранившаяся деталь — металлическая часть реактора — установлена на территории института в Соснах в виде монумента. В самом учреждении, если верить репортажу НТВ за 2017 год, есть полный аналог «памирского» реактора, на котором провели громадный объем экспериментов и отработали технологию. Остававшийся последний тягач «Памира» разрезали на металл в 2012 году.
А еще один кусочек легендарного «Памира» — часть труб из нержавейки для парогенератора — была установлена в качестве декорации в ночном клубе «Реактор» в Минске на улице Веры Хоружей, 29.
Это заведение закрылось в 2011 году, и на его месте спустя время появился Rich Cat Club. Судьба части реактора неизвестна.
Для чего россиянам нужен новый «Памир»
— Беларусско-российский мегасайенс-проект, который мы долго обсуждаем и который важен для нас, — это строительство мобильного атомного реактора. Еще в советские времена у Беларуси были такие наработки. Однако проект свернули. Тем не менее станцию тогда создали, она давала энергию. Сейчас есть другие технологические платформы и возможности. И мы прорабатываем с «Росатомом» создание мобильного атомного реактора на новых технологиях. Это очень важно для России с ее отдаленными регионами. Беларусь, а именно Объединенный институт энергетических и ядерных исследований — Сосны Национальной академии наук, в этом проекте может поделиться своим уникальным опытом и компетенциями в исследовании различных видов атомных реакторов. Помимо стандартных, которые сейчас общепризнаны, наши ученые могут отрабатывать различные комбинации теплоносителя, топливных элементов различной формы. Эти компетенции уникальны. Они умеют работать с нестандартными реакторами. Кроме того, они владеют возможностями глубокого физико-математического моделирования этих процессов, — рассказал 26 марта академик-секретарь Отделения физико-технических наук Национальной академии наук Беларуси Сергей Щербаков.
Вопрос о возобновлении проекта передвижной АЭС (официально в коммерческих целях, но и другие не исключаются) был поднят в мае 2009 года после подписания беларусско-российского соглашения о сотрудничестве в мирном использовании атомной энергии. Тогда ядерщики выразили готовность в кооперации создать транспортабельную установку малой мощности для тепло- и электроснабжения отдаленных районов. Инициаторы рассчитывали получить из союзного бюджета стимулирующую поддержку на начальной стадии — при разработке технико-экономического обоснования. А далее надеялись привлечь инвесторов. Но тема постепенно заглохла.
Однако в 2015 году, со ссылкой на распоряжение главы Минобороны России Сергея Шойгу, сообщалось, что спустя пять лет на вооружении российской армии могут появиться первые образцы мобильных атомных станций. Проект находился на стадии научно-исследовательских работ. По планам разработчиков, комплекс должен был быть построен по модульному принципу с использованием шасси грузовых автомобилей, с возможностью применения гусеничного или санного транспорта. А контроль и управление можно будет осуществлять дистанционно с помощью спутниковой связи. Однако спустя два года гендиректор российской Инжиниринговой компании инновационных проектов Минобороны РФ Игорь Конюшенко отмечал, что даже при условии «фантастического» финансирования, использования имеющихся наработок и специалистов потребуется не менее десяти лет, чтобы построить новую версию ПАЭС. Стоимость проекта оценивали примерно в 333 миллиона долларов. Говорилось, что малогабаритные АЭС могут появиться в России к 2023 году. Но их все нет.
— Есть целый ряд ноу-хау, по этой станции их огромнейшее количество просто, которые, естественно, никому не известны (часть материалов по станции засекречена. — Прим. ред.). Ну и даже кто пытается взяться за такую разработку — когда продвинется дальше, это все оказывается совсем непросто, — подчеркивал заведующий лабораторией в Соснах Святослав Сикорин несколько лет назад, видимо, намекая, что россиянам без беларусов не справиться.
Похоже, что беларусская сторона хочет поучаствовать в разработке и, возможно, постройке мобильного ядерного реактора для российской армии. Заявляемая важность «для России с ее отдаленными регионами» может касаться удаленных пунктов пуска ракет или радарных станций, требующих много энергии. Отметим, беларусский ядерный институт под Минском связан Соглашением о гарантиях МАГАТЭ о непереключении ядерных материалов с мирной на военную деятельность.
Кстати, в этом году возможен «ядерный ренессанс» с акцентом на малых модульных реакторах. Именно об этом говорил в своем предновогоднем письме основатель компании Microsoft Билл Гейтс, хотя по большей части он делал акцент на своем проекте TerraPower с быстрым натриевым (TWR) и жидкосолевым (MCFR) реакторами.
Читайте также
