С 19 по 22 апреля 2005 года в Москве проходила Пятая сессия Детской ядерной академии, посвященная подведению итогов Третьего Всероссийского конкурса научно-образовательных проектов “Энергия будущего-2005”.

19 апреля в ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ» состоялась защита работ участниками конкурса, прошло обсуждение этих работ жюри конкурса и профессионалами ядерной сферы. Заключительное торжественное мероприятие сессии прошло 22 апреля 2005 г. в здании Федерального агентства по атомной энергии РФ в присутствии руководителя агентства А.Ю. Румянцева и его заместителей, руководителей и специалистов ведущих предприятий ядерной сферы. Были оглашены победители конкурса, А.Ю.Румянцев вручил дипломы и призы победителям конкурса.

Генеральный спонсор конкурса – ОАО Внешторгбанк – решил наградить специальным призом ученицу московской школы № 1198 Юлию Кулешову, выполнившей одну из самых заметных в конкурсе 2005 года работу «История Советского ядерного проекта». Не имея возможности по состоянию здоровья посещать школу и обучаясь дома, эта целеустремленная девушка не только достигла высоких результатов в освоении школьной программы (Юля имеет все шансы закончить школу с медалью), но и стала слушательницей Детской ядерной академии и приняла участие в конкурсе «Энергия будущего». Вице-президент Внешторгбанка, начальник 1-го Управления по работе с крупными клиентами, Ирина Игоревна Данилова вручила Юле современный компьютер.

Закончилась торжественное заседание традиционным фотографированием с Александром Юрьевичем Румянцевым и «мирным ядерным взрывом» из взметнувшихся в небо воздушных шаров на площади перед зданием Росатома.

Расскажем подробнее о содержании наиболее интересных работ, которые были представлены на конкурс.

С точки зрения научного уровня особо следует отметить работу ученика 11 класса школы №1 г.Железногорска Василия Баканова на тему «Познание тайн солнечных нейтрино с помощью быстрого реактора на Белоярской АЭС». В начале ее говорится о проблеме солнечных нейтрино. Как известно, в недрах Солнца происходит термоядерная реакция, в ходе которой 570 миллионов тонн водорода ежесекундно превращаются в 566 миллионов тонн гелия, а разница в 4 миллиона тонн по известной формуле E=mc² высвобождается в виде излучения. Согласно законам ядерной физики, каждая такая реакция должна сопровождаться излучением двух элементарных частиц, которые называются нейтрино. Разделив мощность излучения Солнца на энергетический выход одной реакции, получим количество нейтрино, испускаемое в единицу времени. Большинство нейтрино пролетают через земной шар насквозь, но часть из них можно зафиксировать. До недавних пор считалось, что нейтрино не имеют массы и распространяются строго со скоростью света. Однако, когда в середине ХХ века были проведены опыты по детектированию нейтрино, то оказалось, что количество нейтрино, приходящих от Солнца, в несколько раз меньше, чем предсказывает теория. Известный советский астроном И.С.Шкловский для объяснения этого явления предложил гипотезу, что мощность излучения Солнца не постоянна, а колеблется со временем (что может объяснить чередование ледниковых периодов). Однако более точные расчеты показали ошибочность такой гипотезы. В настоящее время утвердилась теория осцилляции нейтрино, утверждающая, что нейтрино, испущенное Солнцем, может испытывать «осцилляцию» (процесс, подобный радиоактивному распаду): электронное нейтрино превращается в мюонное нейтрино, которое детекторы не фиксируют. Из этой гипотезы следует, что нейтрино должно обладать отличной от нуля массой покоя, и, следовательно, его скорость не будет в точности равна скорости света. В последнее время ярким подтверждением этой гипотезы являются открытия в космологии, показавшими, что Вселенная более чем на 70% по массе состоит из т.н. «темной материи», которая не способна к электромагнитному излучению, но обладает массой и оказывает существенное влияние на гравитацию, ускоряя расширение Вселенной.

Изложив эти теоретические факты, автор работы предлагает для изучения нейтрино использовать реакторы на быстрых нейтронах. Причем исследования можно вести сразу по двум направлениям. Во-первых, любой реактор, в котором происходит наработка плутония, является источником нейтрино (точнее, его античастицы – антинейтрино), поскольку антинейтрино неизбежно образуются при бета-распаде, происходящем при превращении атома урана-239 (образующегося при поглощении нейтрона ураном-238) сначала в нептуний, а потом в плутоний-239). Это явление можно использовать, например, для обнаружения атомных подводных лодок (реактор которых должен быть мощным источником нейтрино) или для контроля за ядерными испытаниями, даже если они происходят на противоположной стороне Земли. Во-вторых, в самом таком реакторе можно нарабатывать изотопы, которые при своем распаде испускают нейтрино, которые дальше можно использовать для исследований (например, для калибровки детекторов солнечных нейтрино). Такие изотопы можно получать, используя мощный поток нейтронов в таких реакторах. Раньше в мире было всего три таких источника нейтрино на изотопе хрома-51, сейчас же на Белоярской АЭС изготовлен более эффективный источник на аргоне-37.

Интересен также доклад Д.Словак из 9 класса школы №7 города Заречный на тему «Наукоград как перспектива развития Заречного». В городе Заречный, как известно, находится Белоярская АЭС, являющаяся пионером в создании российской ядерной энергетики на быстрых нейтронах. Очевидно, что необходима всемерная государственная поддержка этому направлению. Однако в докладе приводятся факты весьма плачевного состояния как экономики города («обострилась проблема «вымывания» кадров. Из 19 тысяч человек трудоспособного населения вне города работают около 7 – 8 тысяч человек… при существующей системе финансирования 4-го энергоблока, Россия рискует потерять мировой приоритет в этом направлении атомной энергетики. Причина банальна: график финансирования строительства БН-800 на сегодня практически сорван, а если энергоблок не будет пущен в 2010 году, Россия окажется в аутсайдерах развития мировой атомной энергетики»), так и научно-промышленного комплекса России в целом: «Финансирование науки за годы реформ сократилось в 15-18 раз. В результате, высокотехнологичный сектор страны оказался отброшенным по уровню развития на 10-25 лет назад. Россия отстает от развитых стран уже на целое поколение техники. По сравнению с 1990г. доля машиностроения и металлообработки в общем объеме производимой продукции страны сократилась с 28% до 17,3%, что ниже порогового уровня экономической безопасности, который составляет 20%. Резко снизилась за годы реформ доля инновационно–активных предприятий. Если в 80-е годы она составляла 60-70%, от общего числа всех российских промышленных предприятий, то к началу 2000-х годов она уменьшилась более чем на порядок и составила всего 4-5%. За годы реформ промышленное производство высокотехнологичной продукции в России сократилось почти в 10 раз». Выход из этого кризисного состояния автор видит в присвоении городу Заречному статуса наукограда. До принятия закона «О наукоградах в РФ» понятие «наукоград» не имело юридического статуса, с момента же вступления в силу названного закона статус наукограда предоставляет городу определенные льготы, после получения которых наукограду предлагается выживать самостоятельно. Не решит проблемы и недавняя президентская инициатива о создании технопарков в наукоградах. Одно лишь описание этой системы уже приводит к выводу о том, что наукограды не смогут плодотворно развиваться, если пустить их в воды свободного рынка: для развития научно-технического комплекса необходима государственная программа, аналогичная Ядерному проекту СССР. Особый интерес в докладе представляет таблица с перечнем городов, которые могли бы претендовать на статус наукограда.

Очень содержательными являются несколько докладов, посвященные состоянию и перспективам развития различных вариантов ядерного топливного цикла. Эти доклады вполне могут быть использованы в качестве учебного пособия. В первую очередь следует отметить доклад ученика школы № 84 г.Северска Алексея Никиенко «МОКС-топливо – энергетическое будущее человечества». Доклад представляет собой фундаментальный анализ свойств плутония и его применения в ядерной энергетике и вполне может использоваться в качестве учебного пособия для тех, кто собирается заниматься созданием плутониевой энергетики. Хотя доклад не лишен и некоторых спорных моментов, например, предложение автора использовать МОКС-топливо не в реакторах на быстрых нейтронах, а в обычных легководных реакторах. Обоснованием для такого вывода автора является то, что он, на наш взгляд, преувеличивает опасности, связанные с эксплуатацией плутония и трансурановых элементов (биологическую опасность плутония, риск его попадания в руки террористов и пр.). Однако проведенное автором детальное исследование проблемы не вызывает у читателя мысли о необходимости отказа от плутониевого топлива, а скорее указывает на проблемы, которые надо будет решать во время его использования.

Той же теме МОКС-топлива посвящен доклад Дарьи Исаковой из 11 класса школы г.Заречного «Утилизация плутония в ХХI веке», в котором особый интерес представляет предложение обратить внимание на использование тория в качестве топлива для «быстрых» реакторов, поскольку в ториевых реакторах в принципе не будет вырабатываться изотопов, которые могли бы быть использованы для создания ядерного оружия. Указывается и на возможные проблемы, которые могут возникнуть при создании ториевых реакторов, например, «уровень эмиссии нейтронов из тория в ходе сжигания в реакторе ВВЭР-1000 будет на 10% выше, чем у урана, что подвергает риску возможность контролировать реакцию».

Такой же обстоятельный рассказ об урановом топливном цикле содержится в докладах Юлии Исаевой из Волгодонска «Ядерный топливный цикл – проблемы и перспективы» и Алексея Губарева из того же Волгодонска «Стратегия развития атомной энергетики России», а также Александра Кабаненко из 11 класса школы №1 Заречного «РАО и ОЯТ – источники энергии будущего», в котором четко излагается большая роль ОЯТ в развитии энергетики на быстрых нейтронах и особый акцент сделан на проблеме безопасности. «Проблема перед человечеством поставлена. Есть специалисты, которые решают ее. Я в стороне не останусь и присоединюсь к ним. Тем более, что в Заречном строится реактор на быстрых нейтронах БН – 800» - говорит автор. Дело за малым: найти ресурсы для того, чтобы завершить строительство реактора БН-800, к которому государство проявляет мало внимания, несмотря на очевидную важность задачи. Но здесь уже нужно политическое решение проблемы.

Одним из стимулов развития ядерной энергетики является предстоящее исчерпание запасов топливных ископаемых ресурсов, в первую очередь нефти. Детальному анализу этого вопроса посвящен доклад Анны Сычевой из школы №4 города Краснознаменска Московской области на тему «Нефтяная промышленность России и экологические последствия, вызванные ее развитием». Автор приходит к выводу, что сегодня энергетика, основанная на нефти, подошла к исчерпанию своих возможностей, а предлагаемые меры экономического регулирования в лучшем случае дадут лишь временный результат. Поэтому сделанный автором анализ состояния нефтяной отрасли неизбежно приводит к мысли о необходимости перевода промышленности на новые источники энергии, в первую очередь связанные с энергией атомного ядра.

Несколько человек посвятили свои исследования такой актуальной теме, как водородная энергетика. Можно отметить, например, обстоятельный доклад Алексея Курташина из 10 класса лицея Балашихи «Водородная энергия», где подробно описывается проблема водородной энергетики: история ее возникновения и развития, современное состояние (вплоть до того, что изображены конкретные модели автомобилей на водородном топливе, а также ряд собственных предложений автора по ее развитию. Так, автор пишет: «на данном этапе для стран СНГ не столько необходимы лидеры - отдельные сильные личности, сколько лидеры - мегаполисы, где вхождение в жизнь водородной экономики станет сурово необходимым уже в ближайшем будущем по экологическим причинам. Перманентное формирование "водородной" управленческой, промышленно-финансовой и технической элиты экологически нагруженных мегаполисов — важнейшая задача для стран СНГ». Однако кое в чем с автором можно поспорить, например, с его предложением использовать в качестве источника энергии для получения водорода уголь или «возобновляемые источники» (что, на наш взгляд, лишает идею водородной энергетики смысла, поскольку она задумывалось как использование преимуществ ядерной энергетики (экологическая чистота и практически неограниченные объемы топлива) и для транспорта. Так же вряд ли можно согласиться с автором в том, что «для настоящего момента самое главное - это перманентное активное информирование административно-управленческого, промышленного и финансового истэблишмента и широкой общественности стран СНГ и их мегаполисов-лидеров о вхождении экологически чистой водородной экономики в жизнь мирового сообщества, о движении мира к водородной цивилизации». Вопросы обеспечения научно-технического прорыва решаются не информированием элиты, а более серьезными мерами воздействия. Продолжает эту тему доклад И.Забегайло из Запорожья на тему «Экологически чистый транспорт – возможно ли такое?», посвященный современному развитию электромобилей. Детальное описание этого вопроса, вплоть до рассказа о конкретных моделях электромобилей, разрабатываемых ведущими автомобильными фирмами, свидетельствует, что до сих пор главная проблема в электрификации транспорта (которая будет всё более актуальна по мере исчерпания нефтяных запасов) заключается в способах передачи электроэнергии от электростанции к двигателю машины. Такие технологии, как аккумуляторы и водородная энергетика пока еще значительно уступают по своей эффективности традиционным бензиновым двигателям. Одним из выходов является приоритетное развитие общественного транспорта, который легче электрифицировать, но провода для него можно протянуть не везде. Таким образом, при решении задачи электрификации транспорта еще много над чем следует поработать, и важно, что в указанных докладах поставлены возникающие при этом вопросы.

Весьма интересны несколько докладов, посвященных вопросам развития фундаментальной ядерной науки. Среди них можно отметить доклад Артёма Соколова из Гатчины «Перспективы развития исследований в ядерной области на примере Петербургского Института ядерной физики имени Б.П.Константинова» о создаваемом в этом институте высокопоточном исследовательском пусковом реакторе (ПИК), в котором будут создаваться самые большие в мире потоки нейтронов для решения ряда научных и прикладных задач, а также доклад Светланы Суховей из Волгодонска «Энергетические реакторы-лазеры

» о современном состоянии дел в такой многообещающей области, как создание лазеров с накачкой от энергии ядерных реакций. Эти два доклада стоят того, чтобы их опубликовать отдельно. Возможно, их публикация поможет обратить внимание государства на необходимость финансирования этих перспективных разработок. Нельзя не отметить также доклад Сергея Фролова из Краснознаменска Московской области «Использование ядерных установок на беспилотных космических аппаратах и управление ими из ЦУП Краснознаменска», с предложениями по поводу использования атомной энергии при освоении космического пространства: начиная от радиоизотопных источников тока или использования ядерной энергии для нагрева рабочего тела реактивных двигателей, и заканчивая проектами звездолетов, использующих энергию атомного ядра (в качестве примера приведен известный проект ядерного звездолета «Дедал»). Многие из предложений автора могут показаться фантастикой, но ставить такие далеко идущие цели, несомненно, необходимо.

Большое количество докладов было посвящено вопросу общественного мнения относительно развития ядерной энергетики. Так, доклады Евгении Белоноговой из Удомли, Алексея Горбатова из Балаково и Екатерины Яковлевой из города Полярные Зори были посвящены такому явлению, как радиофобия (страх определенной части населения перед развитием атомной энергетики), а в докладах Романа Плевкова и Евгения Зверева из Северска и Екатерины Жданович из Удомли рассказано о результатах проведенных авторами этих докладов самостоятельных социологических исследований. В результате проведенных опросов выяснилась интересная вещь: наиболее сильны радиофобия и отрицательное отношение к атомной энергетике среди людей среднего возраста, в то время как молодежь в большинстве своем радиофобией не страдает и понимает необходимость развития атомной энергетики. Это значит, что у ядерной энергетики в нашей стране есть будущее, и, судя по высокому уровню большинства докладов, у развивающейся российской ядерной энергетики уже есть новое поколение специалистов.

В некоторых из представленных докладов есть и комичные моменты. Так, в докладе «Энергетики, региональные развитие, качество жизни. Нуклеополисы -ядерные города», представленном участниками из города Агидель в Башкирии, можно прочитать об «исторических решениях XXVI Съезда КПСС». Однако материал не лишен и ряда интересных вещей: например, из него можно узнать подробные детали о месторождениях урана, из чего сделать выводы, на сколько их хватит; а также о судьбе Башкирской АЭС, которую начали строить еще во времена упомянутого исторического Съезда КПСС, но так и не могут достроить. В том же докладе интервью академика Роберта Нигматуллина с рассказом о перипетиях строительства Башкирской АЭС. Нигматуллин интересен тем, что он не простой академик: в семигинском «теневом правительстве» он стал «народным министром по научно-техническому развитию». Поскольку народный комиссариат по научно-техническому развитию в будущем Советском правительстве мы уже забили за собой, то интересно почитать и об идеях нашего предшественника в этом качестве. Однако, надо сказать, что после прочтения нескольких статей и интервью академика Нигматуллина в памяти не остается каких-либо интересных идей. Интересные идеи сегодня можно встретить в основном у нашего поколения