Давайте помечтаем. Надеюсь, Вы согласитесь, что определяющей тенденцией нынешнего времени стал процесс выравнивания разных стран мира по технологическому и социальному уровню развития. Последствия этого – значительный рост потребления ресурсов, в первую очередь, энергии. Тенденция сближения объективна, и в ближайшие десятилетия различия между регионами мира уже станут незначительны.
Принципиально важно, на каком уровне потребления зафиксируется эта одинаковость. Не исключено, что она окажется равенством в нищете со значительным дефицитом ресурсов, перманентными конфликтами и постепенной деградацией нынешней цивилизации. Или наоборот, при достатке ресурсов появляется шанс ориентировать развитие на процветающее будущее. Это означает, что масштаб доступного для людей энергетического ресурса приобретает жизненное значение.
Анализ тенденций использования ядерной энергии показывает, что обе технологии высвобождения ядерной энергии как за счет деления тяжёлых ядер, так и за счет синтеза легких, развиваясь независимо, не в состоянии решить задачи крупномасштабной отрасли. Развитие ядерной энергетики только на основе современных тепловых реакторов деления в силу ограниченности природных ресурсов урана не позволяет говорить о больших масштабах. Вовлечение в топливный цикл сырьевого изотопа урана-238 с его последующей конверсией в делящийся изотоп плутоний-239 ведет к необходимости замены современных тепловых реакторов на реакторы на быстрых нейтронах. Приготовление топлива для этих реакторов потребует переработки больших объёмов высокоактивного ядерного топлива, выгруженного из реакторов после облучения. Это создаст большой риск радиоактивного загрязнения окружающей среды.
С другой стороны, технические проблемы создания эффективного термоядерного реактора, удовлетворяющего современным стандартам генерирующих мощностей еще далеки от решения. Принципиальное преимущество термоядерных реакторов заключается не только в том, что реакции синтеза легких ядер не производят радиоактивных осколков.
Более важным является то обстоятельство, что при одинаковой мощности с реактором деления они способны производить примерно в 15 раз больше нейтронов.
Использование этой особенности термоядерных реакторов естественным образом мотивирует их применение для получения искусственных делящихся изотопов из сырьевых – тория-232 или урана-238. При одинаковой мощности с лучшим проектами быстрых реакторов деления, термоядерный реактор способен нарабатывать в десять раз больше делящихся изотопов. Это обстоятельство побудило И.В. Курчатова еще в середине прошлого века обратиться в правительство с предложением активизации работ по управляемому термоядерному синтезу.
Понятно, что объединение в рамках единой энергетической системы реакторов деления и реакторов синтеза, в которой реакторы деления будут производить энергию, а реакторы синтеза делать для них топливо, конвертируя природные сырьевые изотопы в делящиеся, оптимально. В этом случае ядерная энергетическая система приобретает почти идеальную структурную конфигурацию. Ресурсная база такой ядерной энергетической системы будет исчисляется тысячелетиями, генерирующие мощности реакторов деления могут быть любые – большие и маленькие, реакторы могут быть тепловые и быстрые, старые или новые, облученное топливо из реакторов деления можно вообще не перерабатывать, а потому и риск радиоактивного воздействия на окружающую среду будет на два-три порядка меньше в сравнении с радиохимической переработкой облученного топлива реакторов деления.
Системный анализ такой интегрированной ядерной энергетической системы показывает, что количество термоядерных реакторов не будет превышать 10%. Развитые к настоящему времени технологии термоядерного синтеза уже достаточны, чтобы построить гибридный термоядерный реактор способный производить топливо для реакторов деления из ториевого сырья с высокой эффективностью. Работа гибридного термоядерного реактора, сопровождающаяся отправкой топлива на склад, а не электричества в сеть, существенно смягчает требования по функционированию отдельных элементов его оборудования.
Как думаете, наступит будущее?