DOI: https://doi.org/10.33917/es-3.177.2021.24-31

В статье приведены прогнозы сценариев развития мировой ядерной энергетики с учетом ограниченности ресурсов природного урана и концепции устойчивого развития. На основе новой модели динамического прогнозирования исчерпания ископаемых ресурсов рассмотрены возможные ограничения на развитие углеводородной и ядерной энергетики на тепловых реакторах. Показано, что существующая ядерная энергетика, основанная на тепловых реакторах, не имеет долгосрочной перспективы (более 100 лет) по целому ряду причин. Для сохранения, тем более для увеличения вклада АЭС в производство электроэнергии представляется наиболее перспективным развитие двухкомпонентных ядерно-энергетических систем с объединенным уран-плутониевым ядерным топливным циклом. Однако широкое внедрение быстрых реакторов возможно во второй половине текущего века. В ближайшие несколько десятилетий актуальны задачи экономического обоснования диверсификации продуктовых направлений бизнеса в области замкнутого ядерного топливного цикла для сценариев развития ядерной энергетики на тепловых реакторах в условиях ограниченности традиционных запасов природного урана

1. Медоуз Д.Х., Рандерс Й., Медоуз Д.Л. Пределы роста. 30 лет спустя. М.: Академкнига, 2008. 342 с.

2. 17 Goals to Transform Our World [Электронный ресурс] // United Nations Sustainable Development. URL: https://www.un.org/sustainabledevelopment/

3. Устойчивое развитие [Электронный ресурс] // Сайт Госкорпорации «Росатом». URL: https://rosatom.ru/sustainability/

4. Сценарии развития мировой энергетики — 2019. Будущее атомной энергетики: поиск гармонии в энергетическом переходе. М.: МИРЭС, 2019. 66 с.

5. Харитонов В.В. Сценарии развития мировой ядерной энергетики // Атомный эксперт. 2019. № 1. C. 47–53.

DOI: 10.33917/mic-2.97.2021.55-63

Приведены оценки конкурентоспособности сбалансированного замкнутого ядерного топливного цикла тепловых реакторов типа ВВЭР, PWR и BWP с инновационным уран-плутониевым РЕМИКС-топливом, получаемым путем переработки отработавшего топлива. Рассмотрены три варианта РЕМИКС-топлива — А, Б и С, отличающиеся способом достижения обогащения (концентрации делящихся изотопов ²³⁵U и ²³⁹Pu), необходимого для реакторов. В качестве критерия конкурентоспособности используется топливная составляющая стоимости электроэнергии АЭС, отражающая все затраты топливного цикла как до реакторной, так и после реакторной стадии. Разработанная экономико-математическая модель топливного цикла позволяет рассчитывать стоимостные показатели компонентов ядерного топлива и топливную составляющую стоимости электроэнергии АЭС в зависимости от стоимостных характеристик ключевых технологических переделов, включая переработку отработавшего топлива, обогащение регенерированного и природного урана, изготовление тепловыделяющих сборок, обращение с радиоактивными отходами, и проводить сравнение с традиционным топливным циклом.

Источники:

1.    Харитонов В.В. Динамика развития ядерной энергетики. Экономико-аналитические модели. М.: НИЯУ МИФИ, 2014. 328 с.

2.    The Economics of the Back End of the Nuclear Fuel Cycle. NEA No. 7061. OECD 2013. 193 р.

3.    Адамов Е.О., Ганев И.Х. Экологически безупречная ядерная энергетика. М.: НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля, 2007. 145 с.

4.    Годовой отчет АО «Атомэнергопром» за 2019. М.: АО «Атомэнергопром», 2020. 109 с.

5.    Федоров Ю.С., Бибичев Б. А., Зильберман Б.Я., Кудрявцев Е.Г. Использование регенерированного урана и плутония в тепловых реакторах. Атомная энергия 2005. Т. 99. Вып 2. С. 136-141.

В данной работе приведены прогнозные данные о динамике развития ядерной энергетики в мире и России, о потребностях АЭС в эксплуатационном персонале с учетом темпов пуска новых реакторов и вывода из эксплуатации старых реакторов. Показаны требования нормативных документов к персоналу АЭС, особенности подготовки эксплуатационного персонала АЭС на должность и поддержания его квалификации. Проанализированы возможные риски при подготовке и комплектовании эксплуатационного персонала и их последствия, а также меры по предотвращению рисков. Показано участие эксплуатирующей организации в разработке новых нормативных документов, устанавливающих квалификационные требования к работникам АЭС. Обоснована идея создания централизованного подразделения по подготовке персонала АЭС.

В 2013 г. исполнилось 100 лет со времени опубликования статьи Нильса Бора «О строении атомов и молекул». С этой знаменитой работы Н. Бора началась история квантовой механики и обрела физический смысл модель атома с массивным заряженным ядром и движущимися вокруг ядра электронами, которую в 1911 г. предложил Эрнест Резерфорд. В связи с этими исключительно важными событиями в истории физики автор напоминает читателям о том, что за четверть века до выдающихся экспериментов Э. Резерфорда и революционной теории Н. Бора планетарная модель атома впервые родилась у нас, в России, в работах Б.Н. Чичерина (1828–1904), опубликованных в 1888–1889 гг. в «Журнале Русского физико-химического общества». Изучение таблицы Д.И. Менделеева и анализ изменения плотности химических элементов из этой таблицы привели Б.Н. Чичерина к заключению, что «…все различие атомов зависит от количества и распределения содержания в них материи…», в атоме «…центральные элементы электроположительны, а периферические электроотрицательны…», то есть «…атом, с своим центральным ядром и вращающимися около него телами, представляет аналогию с солнечною системою».

В статье приведена аналитическая модель, описывающая тренд динамики добычи урана и позволяющая установить взаимосвязь максимума его ежегодной добычи и времени наступления пика добычи с известными запасами металла в недрах и темпом освоения запасов. В модели принято, что с течением времени по мере исчерпания запасов урана темп его добычи уменьшается по линейному закону. Приведены результаты сравнения динамики добычи урана в Канаде, Австралии, Казахстане и мире в целом с аналитическими оценками по предлагаемой модели. Показано, что пик добычи урана в этих странах будет достигнут в 2015–2040 гг. К середине XXI в. добыча урана в мире значительно сократится при существующих месторождениях и технологиях добычи. Основой долгосрочного развития ядерной энергетики должны стать реакторы-размножители (бридеры) на быстрых нейтронах, позволяющие увеличить ресурсную базу ядерной энергетики в 140–300 раз благодаря включению в топливный цикл изотопов уран-238 и торий-232.

Авторы статьи, опираясь на экономико-математический аппарат, отвечают на вопрос: “Может ли ядерная энергетика стать “рентабельным саморазвивающимся бизнесом”?

Авторы статьи, опираясь на экономико-математический аппарат, отвечают на вопрос: “Может ли ядерная энергетика стать “рентабельным саморазвивающимся бизнесом”?

В ближайшие 15 лет могут вступить в строй до 130 ядерных блоков, из них от 40 до 80 — в Азии, причем 15 реакторов уже строятся. При этом доля ядерной энергетики в мировом энергобалансе может повыситься до 30 процентов.

В данной работе авторы развивают идеи нового энтропийного подхода к мониторингу экономических стратегий на основе анализа характера распределения ресурсов в экономической системе. Показано, что существует оптимальное распределение, удаленное как от равномерного, так и от очень неравномерного распределений ресурсов.