Взгляд в будущее

Энергетика

Все — и экономисты, и геологи говорят, что запасы в Земле нефти и газа кончатся через 50—100 лет. Каменный уголь, запасы которого больше, вряд ли можно будет использовать, поскольку это приведет к недопустимому загрязнению атмосферы. Производство энергии за счет термоядерных электростанций вряд ли даст заметный вклад до 2050 года, здесь еще нет достаточного опыта и неизвестно какие неожиданности могут встретиться на этом пути. Возможно солнечная энергия, энергия ветра и путем сжигания биомассы смогут обеспечить потребную мощность электростанций, которая оценивается в 5000 Гвт.

Относительно атомной энергетики. Здесь есть две основные проблемы: проблема захоронения отходов и проблема нераспространения ядерного оружия. Допустим, что первую проблему как-то удается решить. Сейчас 8 стран уже имеют ядерное оружие и предположим, что им удастся договорится и это оружие будет под контролем (хотя есть большая опасность, что какая-нибудь группа террористов сумеет захватить часть такого оружия и пустить его в ход или в какой-то стране появится оголтелый диктатор с атомной бомбой). Но много большее число стран имеют атомные электростанции с реакторами, производящими плутоний в большом количестве. Раньше полагали, что плутоний, производимый на АЭС, не может быть использован для создания атомных бомб, поскольку содержит большую примесь ²⁴⁰Рц, обладающим большой вероятностью спонтанного деления (два куска такого плутония станут разогреваться раньше, чем начнется цепная ядерная реакция, и они просто разлетятся). Но теперь стало ясно, что бомбу можно сделать при любом содержании ²⁴⁰Ри. Поскольку на АЭС с электрической мощностью 1 Гвт в год производится порядка 200 кг Ри, то для того, чтобы сделать бомбу, достаточно украсть всего лишь 2−3% от него, что очень трудно проконтролировать.

Файвесоном, Тейлором [38] и Бете [39] была предложена идея ядерных реакторов АЭС, обеспечивающая нераспространение ядерного оружия, которая состояла в том, что, нераспространение ядерного оружия обеспечивается в силу объективных законов физики. При этом ядерные реакторы должны быть двух типов. ТВЭЛы в реакторах первого типа содержат ²³⁸?/,²³²Т h и ²³⁵С/. По мере работы такого реактора ²³⁵U замещается ²³³U, образующимся из тория. Замедлителем в этих реакторах является тяжелая вода. Следует ожидать высокого, близкого к 1, коэффициента конверсии — отношения образующихся делящихся элементов, в первую очередь ²³³U, а также ²³⁹Рии ²⁴¹Ри, к сгоревшим. Отношение концентрации ²³⁸U, ^23bU, ²³²Т h выбирается таким, чтобы на любой стадии работы реактора, в том числе и при выгрузке топлива, ядерное горючее было бы непригодно для создания атомной бомбы (в начальной стадии, когда в топливе нет ²³³U, содержание 235jj < 20%, ^23оС//(²³⁸С/ +²³'^JU) < 20%, при полном замещении ²³⁵[/ на ²³³ U — такая стадия реально не достигается — содержание ²³³{7 < 12% — таковы требования МАГАТЭ). Реакторы такого типа могут быть сооружены на базе канадских реакторов CANDU или чехословацкой АЭС, изложенной в главе 10. Реакторы второго типа — это реакторы типа бридера на ²³⁸[/ и плутонии. Отражатель в бридерах должен содержать торий, в котором производится ²³³U, возвращающий в реакторы 1-го типа. Число реакторов типа бридеров будет значительно меньше числа реакторов 1-го типа, поскольку последние почти самоподдерживающиеся. Бридеры должны быть расположены в странах с высокой стабильностью и должны быть под международным контролем. Только реакторы 1-го типа могут быть предметом международной торговли. Конечно, такая схема АЭС требует международных соглашений, но это является платой за международную стабильность — платой за мир. Конкретные схемы таких АЭС были рассчитаны Радковским и Гальпериным [42], Пономаревым — Степным [43] и Иоффе и Кочуровым [44]. В результате расчетов в [44], было получено, что в выгружаемом топливе отношения делящихся изотопов урана ²³⁵[/ +²³³ U к полному количеству урана составляет 11,2%, т. е. ниже нормы МАГАТЭ, а плутония за год производится всего лишь 17 кг. Таким образом, чтобы сделать бомбу нужно украсть треть или половину производимого за год плутония, что легко обнаружить.