Администрация Дональда Трампа планирует ускорить строительство новых коммерческих ядерных реакторов, чтобы справиться с энергетическим кризисом в стране. Эта инициатива в значительной степени опирается на небольшую группу стартапов, которые делают смелое заявление: они могут заставить почти все радиоактивные отходы от этих станций исчезнуть, пишет The Washington Post.
Работа в этом направлении уже началась. Компания Oklo объявила в этом месяце о намерении вложить 1,7 миллиарда долларов в строительство «Передового топливного центра» – комплекса футуристических зданий на участке в Теннесси, где более 80 лет назад обогащали уран для Манхэттенского проекта. На первом этапе, который планируется завершить в ближайшие пять-семь лет, будет использоваться новейшее оборудование для переработки радиоактивных отходов в свежее топливо для АЭС.
Промышленники и правительственные чиновники также намерены перерабатывать в реакторное топливо плутоний, извлеченный из разобранного ядерного оружия, – один из самых опасных материалов на планете. Эти проекты продолжают многолетнюю историю попыток внедрения переработки ядерных отходов в США, которая отмечена громкими провалами, включая случай, когда американские технологии непреднамеренно помогли другой стране создать атомную бомбу.
Несмотря на предостережения некоторых видных ученых-ядерщиков о том, что Oklo и другие стартапы замалчивают серьезные недостатки своих технологий, компании утверждают, что их усилия являются ключом к обеспечению достаточного количества энергии, чтобы обойти Китай в гонке инноваций в области искусственного интеллекта.
Oklo представляет ядерную переработку как идеально отлаженный процесс: отходы преобразуются в топливо, проблема накопления отработавшего топлива решается, а небольшое количество неиспользуемого радиоактивного материала безопасно захоранивается, возможно, в компактных контейнерах на глубине нескольких тысяч футов в земной коре.
«Мы движемся вперед, чтобы реализовать это в промышленных масштабах и ощутить все преимущества», – заявил генеральный директор Oklo Джейкоб ДеВитт.
Группы по нераспространению ядерного оружия и ведущие эксперты в области ядерной энергетики выступают против этих планов. По их словам, ни компании, ни администрация не предоставили научных данных, подтверждающих, что переработка отработавшего ядерного топлива в коммерческих масштабах с использованием современных технологий безопасна или практична.
По просьбе Oklo Комиссия по ядерному регулированию США полностью засекретила проектный план компании. Результаты испытаний, проведенных в федеральных лабораториях главным конкурентом Oklo, фирмой Curio, также хранятся в тайне под предлогом соображений безопасности.
Однако те детали, которые стали достоянием общественности, по мнению экспертов, не содержат ничего принципиально нового.
«Это те же самые технологии, которые были разработаны и отвергнуты десятилетия назад, – говорит Росс Мацкин-Бриджер, бывший старший советник Министерства энергетики при администрации Байдена, а ныне руководитель программы по безопасности ядерных материалов в некоммерческой организации Nuclear Threat Initiative. – Их просто переименовали и немного доработали, но проблемы остались те же. Единственное, что здесь нового, – это вводящие в заблуждение заявления, будто они решили вопросы безопасности, защищенности и управления отходами, которые делают эти технологии неработоспособными».
Если переработка отработавшего топлива станет возможной, это решит реальную проблему. Около 90 000 метрических тонн радиоактивных отходов в настоящее время хранятся в контейнерах на территориях действующих и выведенных из эксплуатации АЭС. Для их централизованного хранения потребовался бы объект площадью в десятки акров.
«Все это отработавшее урановое топливо с наших реакторов сегодня является растущим бременем для страны, – заявил министр энергетики Крис Райт на слушаниях в Конгрессе в мае. – Эта проблема отходов нависает над нами все сильнее. Но значительная часть этих отходов и этого бремени на самом деле может стать топливом и представлять ценность для реакторов нового поколения».
Несколько дней спустя президент Дональд Трамп подписал указ, призывающий к четырехкратному увеличению ядерной энергетики в США и поручающий своему кабинету «использовать все доступные законные полномочия» для обеспечения крупномасштабной переработки ядерных отходов. Достижение этой цели потребует развертывания сотен новых реакторов по всей стране.
Генеральный директор Oklo Джейкоб ДеВитт присутствовал в Овальном кабинете во время подписания указа. До своего назначения на пост министра энергетики Крис Райт входил в совет директоров Oklo. Он покинул свой пост в феврале и отказался от непереданных ему акций компании. В своей декларации по этике он обязался «не участвовать лично и по существу» в каких-либо государственных вопросах, касающихся Oklo.
Методы Oklo и Curio предполагают погружение отработавших топливных стержней в расплавленную соль и использование электрического тока для отделения пригодного к использованию топлива. Эта технология, известная как «пиропроцессинг», была впервые разработана в Аргоннской национальной лаборатории в 1960-х годах, но опасения по поводу огромных затрат и рисков создания материалов оружейного качества помешали ее коммерческому внедрению.
ДеВитт утверждает, что теперь этот процесс можно сделать более безопасным и доступным, в частности потому, что он может использоваться в новом поколении ядерных реакторов, не требующих такой высокой степени чистоты топлива, как существующие. Oklo и Curio также заявляют, что новые меры безопасности делают технологию непригодной для производства оружия, – центральное утверждение, которое, по мнению критиков, не подкреплено имеющимися исследованиями.
«Мы не пытались пойти тем путем, который рассматривали другие и который в прошлом не принес успеха», – сказал ДеВитт. В более ранних коммерческих проектах для отделения полезного топлива от отработавших стержней использовалась кислота, а не расплавленная соль, – процесс, который, по словам стартапов, является более дорогостоящим и экологически вредным.
Усовершенствованных реакторов, для которых Oklo надеется производить топливо, в Соединенных Штатах пока не существует. Только Россия и Китай располагают такими коммерческими реакторами «четвертого поколения» на демонстрационных станциях, получающих значительные субсидии. В США и Великобритании строились испытательные реакторы, но перерасход средств и инженерные проблемы постоянно срывали планы по их выводу на рынок и заставляли разработчиков переносить сроки реализации проектов. Oklo сейчас пытается построить первый такой коммерчески жизнеспособный реактор в Айдаховской национальной лаборатории к концу 2027 года.
По данным Министерства энергетики США, более 90 процентов энергии в ядерных топливных стержнях в настоящее время пропадает зря, поскольку обычные реакторы не могут извлечь ее до того, как стержни станут механически непригодными. Сторонники переработки сравнивают это с покупкой Porsche, который выбрасывают после одного круга по гоночной трассе. У скептиков есть своя автомобильная метафора: они утверждают, что последняя версия технологии – это всего лишь новая покраска старой, непригодной к эксплуатации развалюхи.
Бывший министр энергетики США Эрнест Мониз, физик из Массачусетского технологического института, предупреждает, что инициатива администрации по переработке плутония из разобранных боеголовок вызывает особую тревогу. Она угрожает созданием материалов, которые могут быть использованы в оружии как в США, так и за рубежом, повышает стоимость ядерной энергии и увеличивает риск опасного радиоактивного инцидента. «Ни одна из этих проблем не была убедительно решена новыми технологиями, и возрождение идей, которые не сработали в прошлом, сейчас особенно несвоевременно», – говорится в его заявлении.
Эти опасения разделяют 17 видных ученых-ядерщиков, руководителей неправительственных организаций и бывших регуляторов, которые в июле направили письмо председателям комитетов Конгресса. Они предупредили, что США могут «непреднамеренно способствовать распространению чувствительных технологий, связанных с ядерным оружием».
Соединенные Штаты в значительной степени отказались от переработки отходов для гражданских реакторов во времена администрации Картера, после того как технология, переданная Индии, была использована этой страной для создания своего первого ядерного оружия, по словам Фрэнка фон Хиппеля, соучредителя Программы по науке и глобальной безопасности Принстонского университета. Оборудование для переработки, которое США помогли Индии построить в рамках программы «Атом для мира», позволило ей отделить плутоний от отработавшего реакторного топлива, что стало ключевым шагом в создании бомбы.
Компании, продвигающие переработку, развернули масштабную PR-кампанию, чтобы убедить законодателей и общественность в том, что эти риски остались в прошлом, хотя эксперты, такие как фон Хиппель, утверждают обратное.
В штаб-квартире Curio в Вашингтоне, в офисе, украшенном ядерными плакатами середины века и другими артефактами расцвета атомной эры, генеральный директор Эдвард МакГиннис объяснил их решение. «Мы хотим быть уверены, что у нас есть барьер безопасности, – сказал МакГиннис, который в предыдущих администрациях был ведущим советником по ядерным вопросам и нераспространению, показывая журналисту модель технологии. – Она сама себя защищает. Если вы попытаетесь добраться до этого плутония, чтобы использовать его в дурных целях, вы, скорее всего, погибнете в процессе».
Промышленности удалось убедить администрацию Трампа.
«Пару лет назад мы бы и не подумали об использовании плутония в реакторах, – сказал Брэдли Уильямс, руководитель по энергетической политике в Айдаховской национальной лаборатории, где администрация проводит исследования по переработке в партнерстве с компаниями, на недавнем отраслевом мероприятии. – Теперь это может стать необходимостью».
По его словам, это может потребоваться для производства достаточного количества топлива для новых реакторов, необходимых для удовлетворения растущего спроса на энергию в Америке, которая стремится выиграть глобальную гонку в разработке искусственного интеллекта и возродить свой производственный сектор. «Если США собираются к 2050 году в четыре раза увеличить производство ядерной энергии, доступность топлива быстро становится ключевым вопросом», – сказал Уильямс.
«Доступность топлива и энергетическая безопасность – это новый национальный интерес, и наш главный приоритет в свете конкуренции с Россией и Китаем, – добавил он. – Нераспространение – это то, о чем мы продолжаем беспокоиться. Но я бы сказал, что большая часть мира сейчас больше обеспокоена тем, как не остаться без света, и они будут использовать любое топливо, которое смогут достать, и нам, возможно, придется использовать любое топливо, которое мы сможем достать».
Этот энтузиазм распространился и на штаты. Компания Curio, которая также ищет площадку для строительства завода по переработке отработавшего топлива размером с футбольное поле, куда будут свозиться ядерные отходы со всей страны, заявляет, что чиновники в нескольких штатах активно за нее борются.
Такой поворот событий разительно отличается от позиции первой администрации Трампа, которая в 2018 году свернула проект завода по переработке плутония в Южной Каролине, после того как на его строительство было потрачено почти 6 миллиардов долларов налогоплательщиков. К тому моменту стоимость проекта выросла более чем втрое, а предполагаемая дата завершения, по данным Счетной палаты правительства, была перенесена на 2048 год – «потенциальная задержка в 32 года».
Великобритания десятилетиями инвестировала в проект по переработке урана и плутония для ядерных реакторов нового поколения, на которые сейчас нацелены Curio и Oklo.
Но новые реакторы не оправдали ожиданий, столкнувшись с инженерными трудностями и перерасходом средств. Системы переработки постоянно выходили из строя. К началу 2000-х годов попытки переработки отработавшего топлива в Великобритании стали значительно дороже, чем его захоронение в хранилищах. В результате неудачных усилий по переработке страна осталась с одним из крупнейших в мире запасов плутония и без места для его размещения.
Япония столкнулась с аналогичными проблемами. Завод, который планировалось открыть в 1990-х годах, до сих пор не производит топливо, а его стоимость взлетела до 27 миллиардов долларов. Франция, которая использует кислотный процесс для крупномасштабной переработки отработавшего топлива, добилась большего успеха. Однако, по мнению экономистов в области ядерной энергетики, это требует миллиардных субсидий и высокозащищенных объектов, чтобы предотвратить попадание плутония в чужие руки.
Администрация демонстрирует уверенность в том, что эти проблемы решаются, утверждая, что совершенствование технологии является национальным императивом в то время, когда США все острее нуждаются в решении своих проблем с энергоснабжением и ядерными отходами.
Переработка не может превратить все радиоактивные отходы в топливо. Небольшое количество, остающееся в конце процесса, является высокорадиоактивным и сложным для утилизации. Это заставляет компании изучать технологии размещения таких отходов в контейнерах, которые можно опускать в скважины глубиной до 15 000 футов – решение на бумаге, которое может оказаться не более привлекательным для общественности, чем полный отказ от переработки и строительство национального хранилища для всех ядерных отходов.
«Идея о том, что строительство перерабатывающих заводов, работающих с высокорадиоактивными материалами и также требующих собственного хранилища отходов, будет более приемлемым с политической точки зрения, мне кажется бессмысленной», – говорит Мэтью Банн, эксперт по ядерной и энергетической политике в Гарварде.
Американские штаты, борющиеся за эти проекты, в основном игнорируют такие предупреждения. Член Палаты представителей Чак Флейшманн, республиканец из Теннесси, сопредседатель фракции по ядерной очистке, заявил, что Oklo – лишь одна из нескольких компаний по переработке, желающих разместиться в его округе, и он приветствует этот интерес. Он убежден, что технология больше не представляет риска.
Штат Юта также готовится сделать ставку на эту технологию после того, как Управление энергетики штата заявило в отчете, что «риски переработки носят преимущественно политический характер, а все технические риски могут быть и уже безопасно преодолеваются по всему миру».
Эдвард МакГиннис из Curio не встретил особого сопротивления со стороны законодателей штата, когда представлял свой проект на слушаниях прошлой осенью. После его презентации сенатор штата Юта Дэвид П. Хинкинс, республиканец из Оринджвилла, заявил: «Вам здесь рады».