ПРОГРАММА ВТОРОГО АТОМНОГО И КОСМИЧЕСКОГО ПРОЕКТА РОССИИ

1. Нужен ли второй атомный проект

Одна из основных задач, стоящих сегодня перед наукой и перед наукоемкими производствами задачи - решение проблемы исчерпания природных ресурсов. В качестве критической точки называют 2015 год - с одной стороны, к этому времени могут быть исчерпаны коммерчески рентабельные ископаемые ресурсы. Первым об этом заявил министра природных ресурсов РФ Ю.Трутнев 11 ноября 2004 года, впоследствии поступали дополнительные подтверждения этого вывода. Например, руководитель Росатома С.В.Кириенко 13 марта 2006 года заявил, что если в ближайшее время сохранится нынешняя структура энергетики и темпы роста, то уже к 2030 году потребуется освоение 7-8 новых месторождений нефти и газа, равных Саудовской Аравии – а такого количества в мире просто нет физически. Принятая в 2006 году Концепция развития атомного энергопромышленного комплекса РФ констатирует: "дефицит нефти возможен в 2006-2015 годах", "ресурсы природного газа в случае большого спроса будут исчерпаны еще быстрыми темпами, чем нефтяные ресурсы". Исследования специалистов, проведенные в 2007 году, прогнозируют нефтяной кризис в России и других странах к 2010-2015 годам. Можно добавить самые последние сведения на этот счет. С другой стороны, возможен паралич транспортных систем из-за роста потоков транспортировки топлива. Способ решения этой проблемы очевиден – использование энергии атомного ядра. Использование возобновляемых и неисчерпаемых ресурсов явно не сможет "заткнуть" баланс в энергопотреблении, поэтому общепринятым стало мнение о необходимости использования ядерной энергии: во-первых, энергии деления атомных ядер в реакциях на быстрых нейтронах, во-вторых, поиски путей термоядерного синтеза. Ряд проектов и предложения по их финансированию были изложены в изданной в октябре 2004 года программной статье "Где взять деньги на науку" (указанные в ней размеры Стабфонда и состояния фигурантов списка «Форбса» относятся к тому периоду)

Сегодня Росатом декларирует "второй атомный проект", под которым, однако, понимают лишь создание большого числа новых энергоблоков по уже существующим проектам. Но, как показывает практика, копирование прежних форм работы без появления новых, ведет к стагнации. Поэтому в отрасли всегда необходима параллельная работа по двум направлениям: традиционному - постепенное совершенствование существующих технологий и перспективному - внедрению принципиально новых технологий.

Применительно к космической отрасли в одной из публикаций отмечалось: «Проблема в том, что есть Федеральная российская космическая программа, которая рассчитана только до 2015 года. Более дальней перспективы нет. Во время одной из недавних встреч с руководством Роскосмоса в декабре прошлого года президент России сказал, что этого мало – нужны планы до 2030, 2040-го годов, страна должна иметь свою космическую перспективу». Аналогичные мнения высказываются и в атомной отрасли. Например, директор Научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности Б.Г.Гордон в своей статье в журнале «Бюллетень по атомной энергии» №4 за 2007 год, посетовав, что «в настоящее время внедряется понимание "инновационных" технологий как развитие таких типов реакторов, которые существуют уже лет 30...», отмечает: «Постановление правительства РФ "О Федеральной целевой программе развития атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года" обеспечивает настоящее ядерной энергетики то же время проект Федеральной целевой программы "Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 г. и на период до 2015 года, направлена на ликвидацию последствий прежней деятельности, прошлых проблем. А далее следует готовить федеральную целевую программу с ориентировочным названием "Создание условий для развития атомной науки и технологий", которая бы обеспечивала будущее ядерной энергетики». Данный документ как раз призван восполнить этот пробел.

2. Реакции деления

В данном случае традиционным путем является развитие технологий быстрых реакторов[1] (БН-800, БН-1600, БРЕСТ, СВБР и т.п.), а перспективным путем - создание энергетики на сверхтяжелых элементах, что, в свою очередь, также подразделяется на перспективный и традиционный пути, о чем будет сказано ниже.

Известно, что решением проблемы с исчерпанием запасов урана-235 (как и прочих ископаемых топлив) является использование атомной энергетики на быстрых нейтронах (с замкнутым топливным циклом), что позволит вовлечь в атомную энергетику уран-238, запасов которого хватит на длительное время. Это задача уже не столько научная, сколько техническая. Однако даже если перевести всю электроэнергетику на энергию атома, все равно для ряда отраслей (например, для автомобильного транспорта) потребуются двигатели внутреннего сгорания: аккумуляторов с высоким КПД, пригодных для того же автотранспорта, так и не создано, водородная энергетика, на которую многие возлагают надежды, также не лишена серьезных недостатков, делать акцент в первую очередь на развитие общественного транспорта, который легко электрифицировать – правильное, но половинчатое решение. Подробнее этот вопрос рассмотрен в статье “Атомизация транспорта”, в которой сделан вывод, что если переходить на использование в реакторах элементов с более низкой критической массой (т.е. с более высоким атомным номером), то можно будет создать компактные реакторы, которые можно ставить и на транспортные средства.

Таким образом, к решению этой задачи и подходят пункты 1 и 3 из статьи “Где взять деньги на науку” как два возможных пути к созданию компактного реактора: на сверхтяжелых элементах и на быстрых нейтронах. В реализации этих планов просматриваются два этапа: этап 1 – это сами научные исследования, и этап 2 – это их внедрение в практическое применение (для направления, связанного с реакторами типа БН-800, первый этап – научные исследования – уже практически завершен – а те научные вопросы, которые надо решить, будут решены в ходе работы промышленно создаваемых реакторов).

Таким образом, первые два этапа будут следующими:

1) реакции деления

этап 1 – научные исследования. Затраты (исходя из тех сумм, которые назывались в СМИ разработчиками данных программ) - до 10 млн. у. Способ организации разделения работ и средств между перспективным и традиционным направлениями изложен в проекте договора между Росатомом и ОИЯИ, который можно применять и в работе с другими предприятиями и институтами.

этап 2 – практическое внедрение. Затраты (исходя из тех же соображений) – до 5 млрд. у.

3. Реакции синтеза

Здесь традиционным направлением являются работы по сооружению известного реактора ИТЭР, а перспективным направлением - работы по созданию термоядерной энергетики на гелии-3.

В последнее время в СМИ часто пишут о планах космических экспедиций по добыче гелия-3 для термоядерных реакций (реакция D + 3He → 4He + p). По условиям для своего осуществления эта реакция более трудная, чем дейтериево-тритиевая реакция, которую сейчас планируют осуществлять на сооружаемом международном термоядерном реакторе ИТЭР, но преимущество проекта с гелием-3 (кроме ряда преимуществ самой этой реакции) состоит в том, что ее реализация резко стимулировала бы развитие космической программы. Проект включает в себя в первую очередь организацию доставки с Луны гелия-3 (а в перспективе – уже на следующем этапе – организацию его использования и на месте добычи). Это, конечно, вопрос заведомо не сегодняшнего дня, но поставить такую задачу в качестве перспективы следует.

Для реализации этой задачи и подходят пункты 2 и 4 из статьи “Где взять деньги на науку”.

Этап 3 – это этап, связанные в первую очередь с космическими исследованиями: доработка корабля “Клипер”, установка на него перспективных двигательных установок (в т.ч. разрабатываемых электрореактивных двигателей), решение связанных с этим фундаментальных физических проблем, организация лунных экспедиций. Затраты – до 20 млрд. у.

Этап 4 – уже реализация этих программ с гелием-3 в промышленных масштабах. По причине достаточной удаленности этой перспективы вопрос о затратах не ставится.

Таким образом, доработанная программа перспективных научных проектов разбивается на следующие этапы:

Этап 1 – научные исследования по производству тяжелых и сверхтяжелых элементов и возможность их использования в реакторах с замкнутым топливным циклом. Ориентировочные затраты – до 10 млн. у.

Этап 2 – производство результатов, полученных в ходе этапа 1, в промышленных масштабах. Ориентировочные затраты – до 5 млрд. у.

Этап 3 – космические проекты, нацеленные в том числе на разработку гелия-3. Ориентировочные затраты – до 20 млрд. у.

Этап 4 – промышленная реализация результатов, полученных в ходе этапа 3.

4. Атомно-космические программы

Выше говорилось о проектах, развиваемых преимущественно только в рамках атомной отрасли. Однако в основу программы следует положить два проекта, являющихся продуктом совместного развития ядерной и космической отраслей.

Как можно показать, для синтеза сверхтяжелых элементов необходимо создание ускорителей с током частиц, намного превышающим то, что достигнуто на настоящий момент. Для того, чтобы создать такие ускорители, надо решить ряд физических вопросов в рамках эксперимента "Советский космический телескоп", и такой аппарат надо запустить. Этот проект базируется на уже существующих разработках, поэтому вполне может быть реализован на начальном этапе программы. А завершающим этапом будет советская лунная экспедиция, целью которой и будет организация работ по добыче гелия-3. В таблице ниже дается хронологический порядок этапов программы.

 Распределение этапов программы по путям к цели

Предприятия для сегодняшней работы

РКК

“Энергия”

ОИЯИ (Дубна)

НПО им. Лавочкина

Зеленоград

Подготовительный этап (использование админресурса)

Реализация проектов типа “Клипера” или реанимация “Бурана”

Реализация проектов по сверхтяжелым элементам

Запуск марсохода Комаева совместно с советским космическим телескопом

Внедрение электронной техники на базе “Эльбруса”

Эксперимент с участием американских межпланетных аппаратов

С помощью телескопа – предварительный поиск на Луне остатков “Аполлонов”

Проверка гипотез об особенностях движения с околосевтовыми скоростями

Проверка принципа работы электрореактивного двигателя, основанного на реактивной тяге электронов

Этап №1 (минимальные средства – фундаментальные разработки)

Ускоритель с большой плотностью потока ионов

Электронно-импульсный двигатель

(ЭИД)

Поиск места для посадки

Источник энергии на сверхтяжелых элементах

Источник энергии на реликтовом излучении

Отработка принципов работы ЭИД

Этап №2 – те же разработки в промышленных масштабах

Корпус корабля

Источник энергии корабля

Двигатель корабля

Система управления кораблем

Этап №3

Осуществление советской лунной программы

Такая программа хорошо согласуется с ныне принятыми основными направлениями атомной и космической отраслей. Рассмотрим эти отрасли по отдельности:

Этап

Планируемые мероприятия

1. существующая программа развития ядерной энергетики в РФ

Строительство 26 энергоблоков ВВЭР-1000 до 2020 года

2. новая технологическая платформа в ядерной энергетике

Строительство промышленных реакторов на быстрых нейтронах

3. Обсуждаемые сегодня перспективные проекты

«Релятивистская ядерная энергетика»

Водородная энергетика

Развитие термоядерной энергетики (ИТЭР, ДЕМО, промышленные DT-реакторы)

Энергетика на сверхтяжелых элементах

Переход транспорта на ядерную энергию

Высокотемпературные гелиевые реакторы

Термоядерная энергетика на гелии-3

4. принцип неограниченного производства энергии

Ядерный синтез всех необходимых элементов

Сроки реализации этих этапов определяются уровнем финансирования. Особенно ярко это можно продемонстрировать на примере космической отрасли:

Уровень финансирования

Беспилотная космонавтика

Пилотируемая космонавтика

Инерционный

Действующая Федеральная космическая программа РФ

Перспективный

Концепция беспилотной космонавтики

Концепция пилотируемой космонавтики РФ от РКК «Энергия» (времен руководства Н.Н.Севастьянова)

Прорыв

Реализация настоящей программы в сжатые сроки

 

4. Политические вопросы

С реализацией данных задач связан ряд стереотипов политического или околополитического характера.

Стереотип первый: поскольку эти технологии все равно дадут отдачу не прямо сейчас, а в достаточно отдаленном будущем (как говорят, не раньше 2010 года[2]), то нет необходимости торопится с их реализацией. Но это не так. Данные о сроках исчерпания ископаемых ресурсов, а также факторы социально-экономического характера (о которых речь ниже) говорят о том, что именно сейчас есть срочная необходимость в реализации этих проектов. В руководстве атомной отрасли это начинают понимать. Руководитель Росатома С.В.Кириенко в одном из своих выступлений на эту тему хорошо высказался: «В соответствии с генеральной схемой развития мы строим сначала два, а затем три энергоблока в год, имея в виду и четыре блока в год. Пока нет полной уверенности, по силам ли нам такой масштаб строительства, но есть точное понимание: если мы сумеем вводить два блока в год, то сможем и три, и четыре. Переход от двух блоков к четырем не настолько масштабный, как тот, который нам предстоит сделать сейчас, переходя от пуска одного блока в 5 лет к двум блокам в год. Если мы этот качественный «порог» преодолеем, то сможем вводить в строй столько мощностей, сколько нужно.». Можно жестко обличать Кириенко за его действия на посту премьер-министра и приволжского полпреда, но нельзя не признать, что в данном вопросе он высказался абсолютно правильно. Первые шаги по реализации долгосрочных космических программ надо делать сейчас.

Стереотип второй: не следует действовать самостоятельно, внутри своей страны, а надо делать ставку на международное сотрудничество (такая установка неоднократно высказывалась, например, на упоминавшейся выше международной конференции "Ядерная энергетика в космосе"). Бесспорно, нельзя изолироваться от остального мира. Но так же бесспорно то, что на международной арене с нами будут считаться только тогда, когда будут существенные достижения в национальной науке. Данный вопрос детально разобран в материале, расположенном в интернете по адресу http://www.minspace.ru/Education/edu9phys-sotrudn.html.

И третье затруднение: часто бывает, что наши деятели науки стесняются просить о помощи или вообще отказываются от помощи (материальной, пиаровской и т.п.) даже тогда, когда власти или общественность им готовы помогать. На примере той же Дубны, о которой мне неоднократно приходилось писать. Поэтому надо просто проводить с ними необходимую разъяснительную работу. Подробнее об этом говорится в статье "Задачи комитетов спасения в наукоградах".

5. Источники средств

Пресловутое "международное сотрудничество" или "допуск частного инвестора в науку" (из этой же серии - новые потемкинские деревни в виде "технопарков в наукоградах" являются, по сути, торговлей результатами советской науки и техники: мы предоставляем в распоряжение "мирового сообщества" (или "частного инвестора") свои материальные или интеллектуальные ресурсы (точнее, даже не свои, а созданные предыдущими поколениями), а они вкладывают в "общий проект" свои деньги. Пока ни те, ни другие не спешат тратиться, а те случаи "международного сотрудничества" в атомной и космической отраслях, которые существует, носят заведомо невыгодный для России характер (достаточно вспомнить затопление станции "Мир" во имя МКС или более свежие примеры - отказ от использования Россией своей монополии в пилотируемых запусках после катастрофы шаттла или обязательное испрашивание у американцев разрешения на производство новых ракетоносителей

 - все эти странные случаи еще ждут справедливого расследования). Общий вывод - средства на осуществление научно-техничесокго прорыва надо искать внутри страны, а не вне ее. Как это делается, показал опыт индустриализации в СССР.

Как можно видеть из перечня задач, приведенных в упомянутой выше статье "Где взять деньги на науку", решение вопроса об их финансирования должно приниматься на уровне достаточно высоких органов власти, вплоть до правительственного. Конечным результатом должно быть, во-первых, принятие на соответствующем уровне решения о признании указанной программы из четырех этапов приоритетным направлением (по образцу известного решения ГКО СССР от 20 августа 1945 года о начале атомного проекта) и создание соответствующего органа, которому было бы поручено эту программу исполнять (что интересно, радикальные политические организации уже предложили свой вариант проекта подобного документа - см. http://reformam-net

.narod.ru/Zakon/profstrukt.html).

В случае принятия решения о создании такого органа автор данного материала предлагает свою посильную помощь в его работе. Кроме этого, соответствующие государственные органы должны выступить как заказчики этих проектов и выделять под эти заказы соответствующее финансирование.

В принципе, эти предложения не новые, они в той или иной форме неоднократно высказывались в СМИ. Проблема в том, как склонить органы власти, полномочные принимать эти решения, к пониманию необходимости финансирования этих проектов (при том, что правительство, будучи, несомненно, в курсе проблем, связанных с развитием наукоемких отраслей, ничего не делает для их решения).  Конкретные предложения решения данной проблемы изложены дополнительно. Поддержки со стороны заинтересованных предприятий и организаций этот план можно будет реализовать.

Буслаев А.А.

 



[1] Интересная деталь. 25 июня 2007 года советник главы Росатома Щедровицкий выступал за строительство ВВЭРов, а не быстрых реакторов, т.к. «необходимость существенного развития АЭ стучится в дверь, а НТП не готова». Оппонируя ему, один из разработчиков НТП М.И.Солонин употреблял аналогичный довод уже применительно к выбору из разных  типов быстрых реакторов: надо делать быстрые реакторы именно на натрии, потому что другие не готовы.

 

[2] Первая версия данного материала была написана в 2004 году. Тогда употребляли дату 2010. Сегодня (середина 2007 года) в этом контексте употребляют уже даты типа 2020-2025