Кадр из фильма "Обливион"
По мере приближения всемирной выставки ЭКСПО 2017 в Астане под лозунгом "Энергия будущего", концепция которой задумана как широкомасштабный всеобъемлющий проект, нарастает интерес казахстанцев к стратегиям, программам и технологиям, направленных на развитие устойчивых источников энергии, повышение надежности и эффективности энергоснабжения и использование возобновляемых источников энергии. При этом в массовом сознании укрепилось представление, что эта концепция связана в первую очередь с альтернативной энергетикой использующее в качестве источника энергию солнца, ветра, воды и тепло земли, но никак не энергию "мирного атома".
Между тем, в последние годы активизировались исследования в области альтернативной ядерной энергетики в связи с разговорами о скором исчерпании запасов урана-235 и необходимости освоения реакторов нового типа. Удерживающие первенство в области традиционной атомной энергетики Россия, Франция, Япония и США могут в одночасье потерять свое лидерство в сфере строительства атомных электростанций.И здесь в спину им дышат Индия и Китай. На сегодняшний день на территории США действует 100 реакторов на 62 атомных электростанциях, которые вырабатывают 20% от всей энергии в стране. В 2001 году американское правительство приняло руководство по новой энергетической политике. В 2013 году в рамках этой программы были заложены четыре новых реактора нового типа -АР-1000, строящиеся компанией Westinghouse. Планировалось построить около двадцати новых ядерных установок, но авария на Фукусиме заставила пересмотреть условия безопасности на большинстве американских станций. К слову сказать, власти США и Франции обеспечив долгосрочный контроль над урановыми рудниками в различных регионах мира, в отличие от той же Германии и не подумали отказываться от "мирного атома". И если Россия сейчас строит 30 атомных реакторов, то в Китае, по данным британского The Telegraph, их возводится 26, а Индия намерена построить с российской помощью около 25 реакторов.
Трансмутация тория-232 в торий-233 с дальнейшим образованием урана-233 через протактиний-233 (схема: ThoriCorp.com)
Китай и Индия желая избавиться от импорта углеводородов и выбросов в атмосферу, ставшие уже серьезной проблемой, развивают атомную энергетику, причем альтернативную. Индия, Норвегия и Китай стремятся воплотить в жизнь идею американского физика-ядерщика Элвина Мартина Вайнберга (Alvin Martin Weinberg). Ещё в шестидесятых годах он предложил вариант ториевого реактора LFTR (Liquid Fluoride Thorium Reactor). Преимущества такой технологии очевидны. Тонна чистого тория производит столько же энергии, сколько производят 200 тонн урана или три с половиной миллиона тонн угля. При этом общие запасы тория в 3 раза превышают запасы урана (не считая урана-238, не способного к самоподдерживающейся цепной реакции) в земной коре. Кроме того, добытый торий можно практически без обогащения загружать в реактор, а после ряда трансмутаций из него получается уран-233, собственно и являющийся ядерным топливом. Очищенный оксид тория вводится в расплав солей фторидов. Особенностью этой концепции "Thorium Molten Salt Nuclear Energy Synergetic" предлагается использовать ускорители протонов в активной зоне в качестве дополнительного внешнего источника нейтронов, тем самым открываются широкие возможности для управления и позволяет остановить в нужный момент вынужденную цепную реакцию. Это обусловлено тем, что уран-ториевый топливный цикл нейтронно дефицитен и при выведении протактиния-233 из нейтронного поля для достижения экономически приемлемой плотности нейтронов, нужна внешняя подпитка или за счет урана-235, или плутония, или электроядерными, или термоядерными нейтронами. Тем самым существует возможность сжигания оружейного плутония в реакторе. Взрыв такого реактора исключается самими физическими законами.
Изображение с сайта lazarev.org
Здесь уместным будет и упомянуть раскритикованные российскими учеными ядерные релятивистские технологии ЯРТ разработанные группой русско-советских исследователей во главе с И.Острецовым. Предложенная технология лежит в малоизученной области воздействия выскоэнергетичных нейтронов на неспособные поддерживать цепную реакцию актиноиды: торий и уран-238 (они делятся при энергии более 1 МэВ).Вместо использования в качестве источника нейтронов урана-235 и плутония-239, тот же эффект "можно получить при использовании ускорителей протонов". Однако ускорители с необходимыми параметрами имели до последнего времени крайне низкие КПД при огромных габаритах. И только в конце ХХ века появились технологии, утверждает исследователь, "позволяющие создать ускорители протонов достаточно высокой эффективности" имея ввиду компактный линейный ускоритель А.Богомолова, с которым они запатентовали по сути новую ядерную энергетику ЯРЭС.
Есть и весьма любопытный военный аспект этой технологии. Богомоловский ускоритель (модульный компактный ускоритель на обратной волне BWLAP ) габаритами с троллейбус, помещаясь на борту "Руслана", может служить для инспекции наличия ядерного оружия на большом расстоянии, при этом заявляется, что этот пучок может за миллисекунду разрушить судовой реактор скажем авианосца или подводной лодки, превратив его в "радиоактивное облако" за счет высокой скорости частиц.Еще одним направлением в области применения ЯРТ являются плазменные технологии радионевидимости для будущих ракет и самолетов. Возможно именно военный аспект и стал тормозом в разработке этой технологии способный разрушить сложившийся ядерный баланс.
То обстоятельство, что в Индии находятся одни из крупнейших в мире месторождения тория, способствует рассмотрению вопроса об использовании этих запасов в активно разрабатываемых проектах жидкосолевых ториевых реакторов. Предполагается, что о планах развития технологий IMBSR в Индии должно быть объявлено на конференции по ториевой энергетике ThEC15 в Мумбаи 19-22 октября 2015 года.
Аналогичные исследования проводились Китаем еще в 2011 году и в Китайской национальной академии наук на исследования в сфере ториевой энергетики выделили солидные 350 миллионов долларов. Над этими исследованиями работают 140 специалистов и в этом году их число увеличится до 700. В конце 2013 года китайские эксперты вынесли положительное заключение по реакторной технологии "Advanced Fuel CANDU Reactor" (AFCR), которая предполагает использование топлива на основе регенерированного урана и тория, по технологии AFCR, разрабатываемой "Candu Energy Inc."
В то же время, американские специалисты, в отличие от европейцев и россиян, пошли несколько иным путем и продолжают активно разрабатывать ядерные реакторы основанные на холодном ядерном синтезе (ХЯС) или низкоэнергетической ядерной реакции (LENR, low-energy nuclear reactions). Теперь эту технологию стали называть в России холодной трансмутации ядер (ХТЯ). Только прошлой осенью американцами было предложено сразу несколько перспективных технологий. В частности, это недорогой "экологичный" Dynomak от Вашингтонского Университета, высокоэффективный Helion от Helion Energy и компактная система от компании Skunk Works, являющейся подразделением известной оборонной компании Lockheed Martin.
Компания Skunk Work представляет новый реактор CFR. satomic-energy.ru
По словам авторов технологии, новый реактор Compact Fusion Reactor (CFR) будет безопаснее, в первую очередь, благодаря использованию дейтерий-тритиевого топлива,а в перспективе будет работать абсолютно без радиоактивных побочных продуктов Оно может генерировать почти в 10 миллионов раз больше энергии, чем ископаемое традиционное топливо в эквивалентном объеме. Сверхплотный дейтерий, изотоп водорода, добывают в океане, а тритий - из природных месторождений лития. Предполагается, что благодаря своим компактным размерам, CFR получит самое широкое применение в энергоснабжении домов и объектов инфраструктуры, на борту межпланетных кораблей и коммерческих судов и вполне вероятно даже на самолетах.
Произошедшая встреча в Китае в августе 2013 года главы инвестиционной компании Cherokee Тома Дардена со своим давним партнером Председателем компании планирования низкоуглеродной энергетики Dean/High Energy Investment Group Дайси Цзя Линя (Daisi Jia Ling) послужила толчком для создания планов в продвижении технологии низкотемпературного ядерного синтеза на китайской территории. Как обстоят дела технологией LENR сейчас?
В майской статье Тома Уиппла, в прошлом правительственного аналитика по энергетической политике, опубликованной в американском издании "Falls Church and Northern Virginia's Premier Weekly Newspaper", информируется о прошедшей в середине апреля 19-й Международной конференция по холодному синтезу (International Conference on Cold Fusion (ICCF-19), Падуя, Италия), в которой приняли участие около 470 ученых, блоггеров освещающих тему холодного синтеза и предпринимателей. На первой из этих конференций, проведенной в 1990 году, два химика из университета штата Юта рассказавшие о том, что обнаружили новый способ высвободить энергию из атома, научным сообществом Американской ассоциации физиков были решительно высмеяны и выставлены психами, псевдо-учеными и мошенниками.Тем не менее, на протяжении десятилетий, участники конференции продолжили собираться в городах по всему миру, с обычной посещаемостью в 100-300 участников. Многие из тех ученых, кто явился на конференцию, были в состоянии и сами воспроизвести то "аномальное тепло", что исследователи университета Юты наблюдали до их анонсирования в 1989 году. Большинство авторов презентаций скептиками были признаны научными сорняками и были понятны только для единиц,тех, кто обладал большим знанием в области физики микрочастиц, по сути конференция на них обратила мало внимания, отмечает издание
В последние пару лет, однако, удача от скептиков отвернулась. Хотя холодный термояд (сold fusion) по-прежнему многими в США подвергается анафеме и что еще более важно, министерством энергетики США, ученые в нескольких странах мира начинают видеть, что работа по этой технологии может стать, по крайней мере частичным решением многих проблем человечества, и начинают говорить об изменениях в этой области на уровне хотя бы местной прессы. Большинство, однако, по-прежнему не знают о недавнем прогрессе в разработке этого нового источника энергии или слишком преданы своим предрассудкам, что даже не хотят рассматривать новые доказательства, сожалеет автор статьи
Выступление Тома Дардена на конференции ICCF-19. Фото MFMP
В этом году самым важным событием в холодном синтезе, по мнению Уиппла, опередившем технологии конкурентов, стал приемочный тест 1Мвт.-го реактора холодного синтеза Росси (Industrial Heat), , который в настоящее время идет на заводе заказчика в США. Инженер и предприниматель, Андреа Росси, который разработал первый действующий реактор холодного синтеза для коммерческого использования, сам не присутствовал на конференции ICCF-19 . Тем не менее, его генеральный директор Том Дарден из Северной Каролины основатель фонда Cherokee Investment Partners и его дочерней компании Industrial Heat, которая разрабатывает холодные термоядерные реакторы, впервые принял в ней участие.
В то время как многие надеялись, отмечает журналист, что Дарден даст отчет о ходе приемочного теста Industrial Heat его первого реактора синтеза, - были разочарованы. Дарден только в общих чертах рассказывал о его знакомстве с холодным синтезом, его преданности к технологии как способа решения проблемы выбросов углерода и его интереса в финансировании подобных проектов. Два или три журналиста, которые присутствовали на конференции, сообщили однако, что по информации из "достоверного" источника, возможно самого Дардена, что 400-дневные, до 24/7, приемочные испытания одномегаваттного реактора будут завершены после нескольких месяцев. Росси, который тратит все свое время на мониторинг приемочных испытаний, утверждал в последнее время, что реактор находится уже на протяжении длительного периода в "самоподдерживающейся" режиме, который означает, что он не нуждается в каких-либо внешних источниках энергии, чтобы стимулировать производящую тепло реакцию.
И как уже происходит в течение 25 лет, освещение конференции в СМИ традиционно игнорировалось. В дополнение к его официальному обращению к конференции, Дарден, который кажется, был одним из наиболее осведомленных людей относительно того, что происходит в этой области, дал пространное интервью блоггеру. В интервью, Дарден показал, что он финансирует и другие проекты холодного термояда, но не сообщил никаких подробностей, комментирует издание.
Во время интервью Дарден, прежде всего, заявил, что он хочет использовать эту технологию для того, чтобы остановить глобальное потепление, а не только делать деньги из нового источника энергии; что он вложил миллионы его собственных средств в технологии Росси только после многих испытаний и должной тщательной осмотрительности; и что он убежден, изобретение Росси или подобная технология будут иметь большое влияние на мир. Он отмечает, что дешевый источник чистой энергии именно то, чем обещает стать холодный синтез, это то, в чем человечество нуждается в на данном этапе.
Еще одной звездой конференции этого года, по мнению автора статьи, стал простой русский физик Пархомов, которые успешно воспроизвел реакцию холодного ядерного синтеза Росси в начале этого года и обменялся деталями своих экспериментов с заинтересованными сторонами по всему миру. Это сделало его народным героем среди тех, кто напряженно работает пытаясь создать еще больше реплик этой реакции.
Как и можно было ожидать, многие из презентаций были сугубо техническими и сфера ее применения колебалась от новых способов сделать реакцию холодного ядерного синтеза более надежным авиационным приложением до трансмутации радиоактивных отходов в безвредные вещества. Русские, со своей постоянной проблемой на Чернобыльской АЭС, проявляли особенный интерес к этому научному аспекту технологии.
Эта конференция была примечательна она может быть последней, проигнорированной средствами массовой информации. Если длительное годовое испытание изобретения Росси (Industrial Heat) в качестве действующего промышленного реактора будет успешно завершена к тому времени, когда будет проходить следующая конференция, восприятие общественностью и правительством холодного синтеза вполне может заметно измениться. Масштаб действующего коммерческого реактора, который открыт для всеобщего обозрения, будет очень трудно отрицать или игнорировать скептикам.
Конференция в следующем году пройдет в Японии и дополнительно в Китае. Индия также претендует на честь ее проведения. Наконец, после 25 лет забвения, холодный термояд сегодня выглядит на подъеме, заключает Том Уиппл и в этом с ним трудно не согласиться.
Более того, альтернативные ядерные технологии в руках как США, так и Китая могут превратиться в мощный и, главное, действенный инструмент геополитики.
Непригодность альтернативных технологий к созданию ядерного оружия – фактор, который позитивно может сказаться на сотрудничестве со странами-изгоями вроде Ирана и Северной Кореи. Отсутствие самопроизвольной цепной реакции при использовании этих материалов, может обеспечить сотрудничество с Японией,Индией,Китаем и другими странами Азии, потребность которых в чистых источниках энергии только увеличивается, но страх перед Чернобылем и Фукусимой, а также международные обязательства по закрытию АЭС остаются. Строительство подобных станций вместо планируемых Россией традиционных атомных, а уже многие наслышаны о конфликте вокруг возведения россиянами Рогунской ГЭС в Таджикистане, которая лишит воды, и как следствие прибыли от хлопка, часть соседнего Узбекистана, скрытое недовольство казахстанцами планируемого размещения АЭС в Курчатове и Балхаше, вполне могло бы снизить социальный накал в настроениях общественности этих стран.
И от того, станет ли альтернативная ядерная энергетика технологическим козырем России и Казахстана, зависит сейчас только от дальновидности руководства этих стран. Сумеет ли Россия продлить свое существующее приоритетное право на применение тех же ториевых технологий ? Увидит ли новое руководство Казатомпрома перспективу холодного термояда? И вполне очевидно, что создаваемое Казахстаном совместно с Китаем производство ядерных материалов , также как и реализация планов США по организации в Поднебесной массового производства "электронных кошек" (E-Cat) станет козырем геополитическим, а роль традиционных углеводородов как политического инструмента для проецирования влияния постепенно сойдет на нет.
UPD1: Добавил видео: Подробности о Hot Cat в лаборатории Пархомова А.Г.