§ 39. Ядерний реактор. Атомні електростанції

Будова ядерного реактора. У попередньому параграфі ми розглянули умови, що необхідні для здійснення ланцюгової реакції поділу ядер урану. Для потреб енергетики постійно використовують енергію керованої ядерної реакції. Як це здійснюється на практиці?

Керована реакція поділу ядер відбувається в пристрої, який називається ядерним (або атомним) реактором (мал. 208). Перший ядерний реактор був побудований у 1942 р. в США під керівництвом

Енріко Фермі. У СРСР перший реактор був побудований у 1946 р. під керівництвом Ігоря Васильовича Курчатова.

Основними частинами ядерного реактора є активна зона (містить ядерне паливо, є місцем здійснення ланцюгової реакції ядерного поділу та виділення енергії), відбивач нейтронів (повертає нейтрони в активну зону), система регулювання ланцюгової реакції, радіаційний захист і контури теплоносіїв.

Залежно від типу теплоносія розрізняють кілька видів ядерних реакторів. Найпоширенішими є ядерні реактори з киплячою водою та реактори з водою під тиском. У цих реакторах вода використовується і як теплоносій, і як сповільнювач нейтронів.

Головне призначення ядерного реактора полягає в передачі теплоносію енергії, яка виділяється в активній зоні під час поділу ядер урану.

Мал. 208. Схема будови ядерного реактора

Розглянемо принцип дії ядерного реактора з водою під тиском. Ядерна реакція протікає в активній зоні реактора. Ядерне паливо (суміш ізотопів урану з підвищеним до 3 % вмістом урану-235) завантажують у реактор у спеціальних контейнерах, що вміщені в паливні стержні. В активну зону вводяться також регулювальні стержні, що дозволяють керувати швидкістю ланцюгової реакції й підтримувати значення коефіцієнта розмноження нейтронів k = 1. Для повернення нейтронів в активну зону слугує відбивач нейтронів, що її оточує. Завдяки цьому збільшується кількість нейтронів у зоні поділу ядер урану-235.

Оскільки ядерний реактор є потужним джерелом нейтронів і γ-променів, то в ньому передбачено радіаційний захист.

В активній зоні міститься перший контур теплоносія, у якому циркулює вода під високим тиском. Вода в першому контурі нагрівається за рахунок енергії, що виділяється під час реакції поділу ядер урану в паливних стержнях (її температура сягає 300 °С), і проходить по трубах через паровий генератор. Вода другого контура теплоносія циркулює через паровий генератор і конденсатор. У паровому генераторі вона перетворюється у водяну пару високого тиску. Далі, як і в теплових електростанціях, водяна пара спрямовується на лопаті турбіни, що з’єднана з електрогенератором (мал. 209, с. 176).

Мал. 209. Схема будови атомної електростанції

Атомні електростанції. Розглянутий ядерний реактор є частиною атомної електростанції (АЕС) — комплексу технічних споруд, що призначені для вироблення електричної енергії. В атомній електростанції ядерний реактор відіграє функцію постачальника тепла для нагрівання води й перетворення її на водяну пару. Пара під високим тиском спрямовується в турбіну, сполучену з електрогенератором. Щоб уникнути витоку радіації, контури першого і другого теплоносія замкнуті.

Для охолодження й конденсації пари в конденсаторі застосовується третій контур теплоносія. Зазвичай це вода із природних водойм.

Турбіна атомної електростанції є тепловою машиною, що визначає загальну ефективність станції. У сучасних атомних електростанцій коефіцієнт корисної дії становить близько 30 %. Отже, для виробництва 1000 МВт електричної потужності теплова потужність реактора має сягати 3000 МВт. При цьому 2000 МВт забирає вода третього контура, що охолоджує конденсатор. Це призводить до локального перегрівання природних водойм і виникнення екологічних проблем. Проте головна проблема експлуатації ядерних реакторів — це забезпечення повної радіаційної безпеки людей, які працюють на атомних електростанціях, і запобігання випадкових викидів радіоактивних речовин, що у великій кількості накопичуються в активній зоні реактора.

Ядерно-енергетичні установки. Ядерні реактори використовують не лише на атомних електростанціях. На морському й космічному транспорті також використовують ядерно-енергетичні установки (мал. 210).

Енергія, що виробляється ядерно-енергетичною установкою, йде на живлення системи управління рухом, автоматики, двигунів, систем радіозв’язку, телеметричної системи, системи, що підтримує постійну температуру в житлових і приладових відсіках, систем життєдіяльності тощо.

Спочатку найбільшого поширення набули ядерно-енергетичні установки з водо-водяними реакторами під тиском, а згодом охолодження активної зони почали здійснювати за допомогою рідкого натрію або рідкого свинцю. Такі реактори мають найменші габарити, а висока температура рідкометалевого теплоносія (близько 600 °С) забезпечує коефіцієнт корисної дії ядерно-енергетичної установки до 40 %.

В Україні діяли й діють потужні наукові школи, що займаються дослідженнями в галузі ядерної енергетики. Так, за участі українських учених і конструкторів були розроблені ядерні реактори для атомних підводних човнів, космічні ядерно-енергетичні установки для розміщення на супутниках та ін.

Некерована ядерна реакція. Окрім «мирного» використання ядерної енергії для потреб людства, існує й «військове» використання енергії атомного ядра — некерована ланцюгова ядерна реакція в атомній бомбі.

Основними елементами атомної бомби є: заряд, оболонка й так званий вибуховий пристрій. Заряд складається з речовини, атомне ядро якої здатне до розщеплення (уран-235, уран-233 і плутоній-239).

Самопідтримувана ланцюгова реакція поділу атомних ядер стає можливою, коли маса речовини перевищує деяку критичну межу. Для урану-235 критична маса становить близько 40 кг, для плутонію-239 — 10-13 кг. Критична маса залежить від ізотопного складу, густини активної речовини та навіть її форми. Щоб запобігти передчасному вибухові, у перших атомних бомбах загальна маса заряду вкладалася в корпус окремими частинами. Кожна із частин мала масу, меншу від критичної. У потрібний момент за допомогою детонатора і звичайної вибухівки частини заряду поєднувалися й відбувався вибух. Схему бомби, що реалізує такий найпростіший «гарматний» механізм, наведено на малюнку 211, с. 178.

Уперше атомну бомбу було розроблено в 40-х роках XX ст. в США. Перше випробування здійснено 16 липня 1945 р. на полігоні неподалік Аламогордо (штат Нью-Мексико).

Мал. 210. Використання ядерно-енергетичних установок на морському й космічному транспорті

Мал. 211. Будова атомної бомби

Мал. 212. Перша атомна бомба:

а — бомба «Товстун», що була скинута на Нагасакі; б — вибух атомної бомби в Нагасакі в 1945 р.

Наприкінці Другої світової війни на японські міста Хіросіма та Наґасакі вперше були скинуті дві атомні бомби, які призвели до значних людських жертв і руйнувань (мал. 212).

Основним з факторів ураження атомної бомби є надзвичайно потужна вибухова хвиля, що призводить до суцільних руйнувань в радіусі 1 км від епіцентру вибуху. Окрім вибухової хвилі, уражаючими факторами є також світлове випромінювання й радіація (у тому числі радіоактивні продукти розпаду, що залишаються небезпечними протягом тривалого часу).

ФОРМЦЄМО КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

• 1. Чим відрізняються керовані й некеровані ядерні реакції?
• 2. Як виробляють електроенергію на атомній електростанції?
• 3. У чому принципова відмінність між атомними й тепловими електростанціями? Які переваги й недоліки атомних електростанцій?
• 4. Під час вибуху атомної бомби (серпень, 1945 р.) утворилося багато різних радіоактивних елементів. Які з них становили небезпеку тільки в перші години після вибуху, а які можуть загрожувати життю людей і в наш час?
• 5*. Яка електрична потужність атомної електростанції, що витрачає за добу 220 г ізотопу уран-235 і має ККД 25 %? Під час поділу одного ядра урану-235 виділяється 200 МеВ енергії (1 МеВ = 1,6 • 10 -1 9 Дж). В 1 г цього ізотопу міститься 2,6 • 10 21 атомів.

Ядерний реактор

Звучить страшно і небезпечно, але при вмілому поводженні приносить багато користі. Як улаштований ядерний реактор і чому його не варто боятися — у нашій статті.

Принцип роботи ядерного реактора

Принцип дії реактора можна описати в парі речень:

Уран-235 розпадається, внаслідок чого виділяється велика кількість теплової енергії. Ця енергія кип’ятить воду, а пара крутить турбіну під тиском. Турбіна, у свою чергу, обертає електрогенератор, який виробляє електрику.

Все, розходимося … Гаразд, давайте розберемося докладніше.

Уран-235 – це один із ізотопів урану. Ізотоп – це різновид атома будь-якої речовини, який відрізняється від звичайного атома атомною масою. Саме уран-235 відрізняється від простого урану тим, що в ядрі такого ізотопу на три нейтрони менше.

Через нестачу нейтронів ядро ​​стає менш стабільним і розпадається на дві частини, якщо розігнати та врізати в нього нейтрон. За цієї реакції вилітає ще парочка нейтронів. Ці нейтрони можуть потрапити в інше ядро ​​урану-235 і розщепити його, після чого звідти вилетить ще нейтрон, і так далі ланцюжком. Такий процес називається ланцюговою ядерною реакцією.

Поділ урану

Поділ ядер урану під впливом нейтронів відкрили німецькі вчені Отто Ган та Фріц Штрассман у 1938 році. Для експерименту вибрали саме нейтрони тому, що вони електрично нейтральні, тобто вони не мають заряду. А якщо немає заряду, то між протонами та нейтронами немає кулонівського відштовхування, і нейтрони легко проникають у ядро.

Коли нейтрон попадає в ядро ​​урану-235, воно деформується і стає витягнутим. Ядерні сили діють на дуже маленьких відстанях, але не працюють великих. А ось електростатична взаємодія може відбуватися і на більших відстанях. Тому ядерна взаємодія не може протидіяти електростатичному відштовхуванню протилежних частин витягнутого ядра, і останнє розривається на частини. При цьому випромінюється та сама пара нейтронів, про які ми вже згадували вище, а близькі по масі уламки розлітаються з великою швидкістю.

Результати поділу ядра урану-235:

1. Розпад на барій та криптон з виділенням трьох нейтронів:

1. Розпад на ксенон та стронцій з виділенням двох нейтронів:

Керована ядерна реакція

Природна ядерна реакція відбувається дуже швидко — менше, ніж за секунду. Така швидка ядерна реакція провокує ядерний вибух.

Гарна новина полягає в тому, що ядерною реакцією можна керувати. Завдання просте – стеж за реакцією, контролюй і не давай урану розпадатися занадто швидко. Легко сказати!

Для виконання цього завдання вигадали уповільнювач. Уповільнювач – не пристрій, а речовина, яка зменшує кінетичну енергію нейтронів за рахунок багаторазового зіткнення з молекулами сповільнювача. Як уповільнювач часто використовують графітові стрижні і воду — звичайну (H₂O) або важку (D₂O).

Виявляється… На землі був природний ядерний реактор. Він був у урановому родовищі Окло. Це у Габоні, у Центральній Африці. У природному ядерному реакторі процес розпаду урану відбувається без участі людини. Але є один нюанс: цей реактор охолов понад мільярд років тому.

Технічна реалізація

Якщо ви хоч раз дивилися «Сімпсонів» (або у вашому місті є реактор), то знаєте, як виглядають великі труби, що стоять на території атомної електростанції (АЕС). Ці труби називаються градирні і служать для швидкого охолодження пари.

У момент розпаду ядро ​​урану розколюється на дві частини. Ці частини розлітаються в різні боки з величезною швидкістю, але, незважаючи на швидкість, далеко не відлітають. Вони вдаряються об атоми, що знаходяться поруч, і кінетична енергія перетворюється на теплову. Кількість теплоти від цих зіткнень нагріває воду, перетворюючи її на пару. Пар крутить турбіну, а турбіна крутить генератор, який виробляє електрику.

От і виходить, що ми живемо в стімпанці – все працює на пару.

АЕС

Якщо коротко, атомна електростанція— це споруда, яка виробляє електрику за рахунок ядерного реактора.

А якщо докладніше, то АЕС — це великий комплекс, на чолі якого стоїть ядерний реактор. Крім реактора на АЕС є турбіна, генератор, трансформатори перетворення напруги. Загалом, це велика система.

У побутовому вживанні АЕС часто прирівнюють до ядерного реактора, і це не можна назвати неправильним. Просто ядерний реактор – бос у цій движусі, тому він і визначає все інше.

До речі, коли гратимете в крокодила, загадайте атомну електростанцію. Буде смішно, перевірено.

Чорнобильська АЕС

Коли мова заходить про ядерну енергетику, багато хто мимоволі згадує катастрофу на Чорнобильській АЕС і тому помилково вважають, що ядерний реактор — зло.

Але за великим рахунком реактор – це дуже дорогий чайник. Дим, який валить із труб АЕС і лякає перехожих, насправді не дим, а пара.

Внаслідок роботи ядерного реактора справді утворюються радіоактивні відходи, і вони можуть бути небезпечними, якщо з ними неправильно поводитися. Частину цих відходів переробляють для подальшого використання, а частину доводиться тримати у сховищах, щоб вони не завдали шкоди людині та навколишньому середовищу.

Шок-контент
Ядерна енергія – найекологічніший вид енергії на сьогоднішній день.

Атомні електростанції викидають в атмосферу лише пар, їм потрібна невелика кількість палива, а ще вони займають малу площу і при правильному використанні безпечні. Проте після аварії на Чорнобильській АЕС багато країн призупинили розвиток атомної енергетики.

Перша аварія на Чорнобильській АЕС сталася 1982 року. Під час пробного пуску зруйнувався один із технологічних каналів реактора, було деформовано графітову кладку активної зони. Постраждалих не було, але наслідки було ліквідовано близько трьох місяців.

У 1986 році сталося НС у відомому всьому світі четвертому енергоблоці. У цьому енергоблоці проводилися випробування турбогенератора. Система аварійного охолодження була планово відключена, тому коли реактор не змогли зупинити, ця система не врятувала АЕС від вибуху і пожежі.

Вибух та його наслідки не говорять про те, що ядерна енергетика шкідлива. Насправді, навіть банани радіоактивні, тому що в них містяться радіоактивні ізотопи. Але навіть з’ївши близько сотні бананів масою 150 г, ви отримаєте лише нормальну добову дозу радіації. Щоб бананова радіація нашкодила людині, їх доведеться з’їсти не менше, ніж тонну. Те саме і з ядерними реакціями — вони завдають шкоди лише в тому випадку, якщо їх не контролювати.

Види сучасних реакторів

Сьогодні існує кілька видів ядерних реакторів, але використовують переважно два — гомогенні та гетерогенні:

• у гомогенних реакторах ядерне пальне та сповільнювач перемішані;
• в гетерогенних реакторах ядерне пальне та сповільнювач знаходяться окремо один від одного.

Ще бувають реактори, в яких для одержання енергії використовують уран-238, а не уран-235. Але в таких реакторах складно відводити тепло, тому вони досить рідкісні.

Використання атомної енергії

Атомна енергія використовується не тільки в ядерних реакторах. Наприклад, існують кораблі та підводні човни, які працюють на атомній енергії.

На початку XXI століття через високі ціни на нафту були дуже актуальні пошуки способів використання ядерної енергії. Тоді з’явилися розробки компактних атомних електростанцій, які можуть працювати десятиліттями без обслуговування і до того ж безпечні.

Крім того, вчені працюють над ядерними методами для діагностики та лікування онкологічних захворювань. Існують дослідження, які підтверджують, що радіоактивні ізотопи можуть знищувати ракові клітини.

“З точністю до мільярдної частки секунди” – як працюють сучасні технології в атомній енергетиці

У світі говорять про скорочення атомних станцій, а Франція збирається будувати принципово новий ядерний реактор – 4-го покоління. – Він дозволяє знизити рівень небезпечних відходів та здешевити електроенергію, – каже Іван Малійов, аспірант науково-дослідного інституту під Парижем. – А є ще питання обсягів: за найскромнішими оцінками потреба в електроенергії до 2030 року зросте на 40%. На кого розраховувати? В першу чергу, на АЕС. Їх у Франції 19. А альтернативні види енергії залишаються прекрасною, але все ж перспективою.

Іван МАЛІЙОВ, 24 роки, аспірант французького ядерного центру. Народився 19 січня 1994-го в Керчі. Батько – диригент дитячого духового оркестру, мати – вихователь у дитсадку. Закінчив музичну школу по класу фортепіано і кларнета. Грає на шести інструментах. ”У дитинстві захоплювався музикою. Але зрозумів, що у плані інтелекту це нудно: 8–10 годин на день відточуєш навички. Насторожило, що успіх у музиці залежить насамперед від тренувань. Набагато цікавіше розібратися, як що працює. Так зацікавився спочатку біологією, а потім – фізикою”. Закінчив бакалаврат фізико-технічного факультету Харківського національного університету ім. Василя Каразіна. Продовжив навчання у Франції – в магістратурі грандеколя Еcole Polytechnique. Влаштувався у французький центр ядерної та альтернативної енергетики СEA. Готується захищати кандидатську дисертацію. У студентському оркестрі грає на кларнеті, в ансамблі ”Фанфари Еколь Політехнік” – на саксофоні. ”Перейняв французьку звичку – практично не снідаю. Обідаю в їдальні компанії. Це коштує до п’яти євро – для працівників діють спеціальні тарифи. Вечеряю вдома перед комп’ютером, коли переглядаю новини”. Улюблений письменник – американський вчений Річард Фейнман. За три роки побував в Італії, Нідерландах, Бельгії та Швейцарії. Живе зі своєю дівчиною Марією у студентському містечку.

Як швидко може з’явитися реактор нового покоління?

Франція лідирує в Європі за часткою атомної складової: 30% серед енергоносіїв, включаючи нафту, газ, вугілля. І 75% – у загальному обсязі виробленої енергії. Отже те, що новий реактор створюється саме у Франції, закономірно.

На останній асамблеї в інституті ми обговорювали французько-японську угоду з приводу реакторів 4 покоління. Там фігурують дати – 2065-2080 роки. Складно уявити якийсь бізнес чи сферу економіки, де договори підписувалися б на такий період.

У чому особливість нових реакторів?

Вони більш економічні – здатні переробляти відходи старих реакторів. І більш безпечні – щодо техногенних аварій і терористичних загроз. За прогнозами, вони з’являться не раніше 2030 року.

Замість води для охолодження реактора використовують рідкий метал – натрій, який практично не уповільнює корисні нейтрони. Це дозволяє істотно підвищити ефективність реактора.

Аспірант французького ядерного центру Іван Малійов: “Знаю кількох учених із фізтеху, які працюють над ідеєю плазмового реактора. Хоча Україна не є офіційним членом проекту”

Ядерним паливом може служити не тільки збагачений уран 235, але і збіднений уран 238, якого в природі набагато більше. А також плутоній, який залишається після роботи сучасних станцій. Тобто, проблема ядерного палива вирішується раз і назавжди, а кількість ядерних відходів зменшується. До того ж, рідкий натрій, на відміну від води, не викликає корозії елементів реактора, що також покращує безпеку. Очікується, що ці реактори будуть революцією в світі ядерної енергетики.

Є ідея плазмового генератора – отримувати енергію не з розпаду ядер, а з їх злиття. Подібні реакції відбуваються на сонці. Але якщо на швидких нейтронах реактори вже були побудовані і їх працездатність доведена, то з плазмовими складніше. Ще треба довести принципову можливість видобутку енергії таким чином.

Але французька політика в галузі ядерної енергії неоднозначна. Скоро закриють один із ядерних центрів в місті Кесенхайн – президент Макрон хоче виглядати сучасним. При цьому станція не була найстарішою. Закрили навмання – без пояснень. Чи встигнуть побудувати станції на швидких нейтронах, ніхто не знає. Все залежить від політичної кон’юнктури.

Є ідея плазмового генератора – отримувати енергію не з розпаду ядер, а з їх злиття

Як налаштовано суспільство стосовно відмови від атомної енергії?

Маніфестації з вимогами озеленити енергетику – звичайна справа. Але вони не часті. Суспільство залякане ядерною енергетикою – сумними прикладами Чорнобиля і Фукусіми. Як тільки говорю про рід своїх занять, у людей в очах відразу з’являється трикутник зі знаком “радіоактивно”. Є й елементарне невігластво: багато хто вважає, що атом забруднює атмосферу, як і вугільні станції. Хоча реактор не виділяє вуглекислий газ, який призводить до парникового ефекту.

Безпечна атомна станція – це реально?

Основний принцип роботи АЕС – отримати із збагаченого урану безліч нейтронів, які нагріють воду до кипіння, а та призведе до обертання турбіни. Але в таких реакціях вилітає ще й безліч інших частинок, в тому числі, радіоактивних і небезпечних для людини. Ми захищаємося від них товстими стінами. Однак частинки проникають в них і руйнують. Можна уявити кулю пістолета, що влітає в мішок з піском, який її зупиняє. Цими питаннями вже років 60 займаються в лабораторіях – намагаються вести вимірювання. Але на рівні атома це складно. А зрозуміти квантову поведінку матеріалу, коли туди влітає частинка, експериментально практично неможливо.

Якісна відмінність 2018 року в тому, що з’явилися потужні комп’ютери, здатні проводити фізичні симуляції. Це віртуальний експеримент. Замість того, щоб узяти реальний мішок і стріляти в нього з пістолета, що може бути небезпечно, складно і дорого, я імітую цей ефект. Це схоже на відеогру, в якій діють реальні фізичні закони і за кожним “спецефектом” стоїть фізичне рівняння. Можемо спостерігати, як відбуваються процеси гальмування з точністю до мільярдної частки секунди.

Масштаб розрахункових машин – сотні тисяч процесорів, кімнати, забиті комп’ютерними шафами, роботи, що їздять по залу, щоб переставляти модулі пам’яті. У Франції розташований один із найпотужніших обчислювальних центрів в Європі.

Масштаб розрахункових машин – сотні тисяч процесорів, кімнати, забиті комп’ютерними шафами, роботи, що їздять по залу, щоб переставляти модулі пам’яті

Ми не були першими, хто довів можливість таких симуляцій. Британська група й американська – лідери в цій галузі. Але наш програмний код працює в кілька разів швидше, а це солідна економія. І час – це теж гроші: якщо розрахунок триватиме дуже довго, наприклад, рік, то його ніхто не сприйме. Мета – розробити оптимізовану програму і прорахувати матеріали, цікаві для ядерної енергетики. Програмний код і методи можуть застосовуватися і в інших областях, наприклад, в медицині й електроніці.

Я вивчаю процес на фундаментальному рівні: розраховую, як саме іон влітає в матеріал. Це дозволяє спрогнозувати поведінку матеріалів: як вони старіють під дією випромінювання, як поширюється тріщина в стінках реакторів, і які в цього були причини.

“Граючись” із такою програмою, можна симулювати будь-які процеси, наприклад, космічне опромінення електроніки в супутниках. Знаючи початкові властивості, ти проектуєш щось нове – міцніше або дешеве. Або оцінюєш ризики того, що вже працює. Для цього придумали спеціальний термін – дизайн матеріалів.

Розрахунки дозволяють спрогнозувати поведінку матеріалів: як вони старіють під дією випромінювання, як поширюється тріщина в стінках реакторів, і які в цього були причини

Аварія, подібна Чорнобильській, тепер буде виключена?

Проблема Чорнобиля не в тому, що станція була погана, а в тому, що за пультами сиділи люди, які проводили небезпечні експерименти на 4-му реакторі. Ставилося завдання продовжити фазу в роботі реактора, коли проводився забір відпрацьованого матеріалу.

Аспірант французького ядерного центру Іван Малійов: “Французька політика в галузі ядерної енергії неоднозначна. Скоро закриють один із ядерних центрів в місті Кесенхайн – президент Макрон хоче виглядати сучасним”

За півроку до цього в США проводили схожі досліди і їм просто пощастило. А в нас бабахнуло. Ці експерименти ставилися заради збільшення ефективності реактора і, можливо, для виробництва радіоактивних елементів для ядерної зброї. На графітових стрижнях, коли їх виймали після реакції, була мало не вся таблиця Менделєєва, в тому числі елементи для військових цілей.

Планується, що майбутні реактори повинні мати цифрових близнюків: на комп’ютері йде прорахунок машини. Тобто, станція існує ще й в віртуальній реальності. Прорахунок відбувається на кількох рівнях – від квантового до макроскопічного, на якому можна побачити будь-які процеси. Якби у ЧАЕС був цифровий близнюк, то спочатку б провели експеримент на ньому і внесли корективи.

Атомні реактори повинні мати цифрових близнюків: станція існує ще й в віртуальній реальності

Ваші дослідження теж фінансують військові?

Навряд. Я не можу заперечувати, що ті дані і той програмний код, який я пишу, не будуть використані для військових цілей. Але вірогідність цього дуже мала. По-перше, в СЕА (французький НДІ “Комісаріат з атомної та альтернативних видів енергії”. – gazeta.ua) є спеціальні військові центри, куди іноземців не пускають навіть на екскурсію. По-друге, ті матеріали й методи, які ми використовуємо, мало цікаві для військових застосувань.

Багато надій покладали на альтернативну енергетику. Але вона розвивається повільно. Чому?

Нові види генераторів ще малопотужні. А найголовніше – поновлювані джерела не можуть давати постійну енергію. Подув вітерець – є, посвітило сонечко – є. А вночі? Як зберігати енергію, ще не придумали, і це блокує розвиток відновлюваної енергетики. Як тільки з’являться дешеві та ефективні батареї для зберігання, відновлювані джерела перейдуть на інший рівень. І тоді довгострокові проекти, про які ми говорили вище, почнуть закриватися.

Поки що “зелені станції” – це тільки іграшка, підтримувана на плаву економікою ядерної енергетики: розвиток галузі субсидується за рахунок грошей з атомної промисловості.

Ще один альтернативний проект – геотермічна енергетика, коли бурять дуже глибокі свердловини і отримують доступ до енергії в надрах землі. Але, живучи в приватному будинку, я б скоріше погодився з ядерної станцією поруч, ніж з геотермальною: ризик землетрусу навколо неї набагато вище, ніж вибух атомного реактора. Плюс високий рівень шуму. І, тим не менше, люди рідко висловлюють невдоволення. Бо живуть у звичних страхах.

Поки що “зелені станції” – це тільки іграшка, підтримувана на плаву економікою ядерної енергетики

Німеччина робить ставку на відновлювані джерела енергії, а Франція – на атомну енергетику. Цьому є пояснення?

Німеччина дійсно вибрала інший шлях: у неї мало ядерних реакторів, але багато вугільної енергетики, яка сильно забруднює атмосферу. І активно розвиває поновлювані джерела. У 60х роках, як і всюди, тут почалася ера ядерної енергетики. Але громадська думка і політична кон’юнктура привели до більш повільних темпів. Є й інший, суто економічний фактор: величезні поклади природного вугілля. Офіційно Німеччина поступово відмовляється від ядерної енергетики на користь поновлюваних джерел енергії. Однак, реальна альтернатива атому – вугілля. Німеччина поставила задачу – закрити всі до одного 17 ядерних реакторів до 2022 року. Складно уявити, як вони зможуть обійти збільшення викидів СО2 в атмосферу.

Які ядерні технології Франції, могла би використовувати Україна?

В Україні ядерна енергетика виробляє більше 50% енергії, а значить ми були б зацікавлені в реакторах 4-го покоління. До того ж, в країні багато ядерних відходів. І замість того, щоб їх зберігати або платити за утилізацію, можна було б на такій сировині заробляти. Знаю кількох вчених з фізтеху (фізико-технічний факультет Харківського національного університету – gazeta.ua), які працюють над ідеєю плазмового реактора. Хоча Україна не є офіційним членом проекту.

Чому ви пішли в ядерну фізику?

Системи, які я вивчав, постійно зменшувалися. У Харкові займався моделюванням білків, відповідальних за хвороби Паркінсона та Альцґеймера. На першому році магістра в грандеколі Еcole Polytechnique (політехнічна школа, аналог українського університету. Розташована у паризькому передмісті Палезо. Відома насамперед якісною математичною підготовкою. – gazeta.ua) розглядав одну з частин білка, а на другому переключився на квантовий електронний транспорт, який застосовується для створення комп’ютерної пам’яті й особливо чутливих сенсорів. Комп’ютерні програми для розрахунків були чужі. Захотілося розробляти їх самому. Це схоже на створення свого маленького світу: у програмі, яка симулює якийсь процес, все відбувається так, як вирішив ти.

Аспірант французького ядерного центру Іван Малійов: “Суспільство залякане ядерною енергетикою – сумними прикладами Чорнобиля і Фукусіми”

Сенсорні телефони витіснили кнопкові менше як за 10 років. Можливий такий прорив в енергетиці?

У світі ядерної енергетики все відбувається повільніше. Як будь-який серйозний науковий проект, реактор 4-го покоління вимагає безліч фаз: від теоретичної розробки і прогнозів до креслення конкретної атомної станції та економічного плану закупівлі, утилізації та зберігання ядерного палива. Тільки це займе десяток років. Додайте різноманітні контролі на безпеку і на опонування противникам ядерної енергетики. Виходить не менше 30 років на ядерну революцію при вже відомому принципі роботи.

Багато говорять про квантовий комп’ютер, завдяки якому сьогоднішню добу розрахунків можна буде звести до хвилин. Але є багато скептиків, які вважають, що така ідея – просто викачування грошей з наукових фондів. Якщо ж цей комп’ютер буде створений, то це стане революцією у світі комп’ютерної симуляції, але не в світі ядерної енергетики. Ми зможемо створювати більше моделей реакторів на комп’ютері і швидше передбачати, яка з них буде ефективнішою. Але не більше того.