В 2015 году Организация Объединенных Наций приняла повестку дня в области устойчивого развития до 2030 года. Программа состоит из 17 глобальных целей (ЦУР), направленных на ликвидацию нищеты, сохранение ресурсов планеты и обеспечение благополучия. Каждая цель содержит ряд показателей, которые должны быть достигнуты в течение 15 лет.

Для их достижения 193 страны согласились приложить совместные усилия правительств, гражданского общества и бизнеса. По определению ООН, устойчивое развитие заключается в том, чтобы развитие нынешнего поколения не шло вразрез с интересами будущих поколений.

Для обеспечения устойчивого развития решающее значение имеет согласованная реализация трех ключевых компонентов: экономического роста, социальной интеграции и охраны окружающей среды.

Рассмотрим какой вклад в охрану окружающей среды принесет переход от сжигания углеводородного топлива к использованию энергии атома. Переход к чистой атомной энергии взаимосвязан с четырьмя целями устойчивого развития:

• № 7 Недорогостоящая и чистая энергия;
• № 12 Ответственное потребление и производство;
• № 13 Борьба с изменением климата;
• № 15 Сохранение экосистем суши.

Глобальный экономический рост предусмотренный ЦУР № 8 напрямую зависит от роста энергопроизводства в мире, однако обеспечить такое производство в масштабах планеты, при реализации ЦУР № 7, 13 и 15, к 2030 году представляется в настоящее время недостижимым.

Чистые возобновляемые источники энергии за последние годы получили бурное развитие, однако масштабы такого развития недостаточны для перевода крупных промышленных объектов, авиа и автотранспорта, систем теплоэнергетики исключительно на данные виды энергогенерации. В мире не менее 80% получаемой энергии производится за счет сжигания углеводородов, что приводит к выбросу парниковых газов и изменению климата входя в противоречия с ЦУР № 13. Ежегодные выбросы в атмосферу достигают 33,1 млрд. тонн СО₂.

Единственной энергетикой, не меняющей климат и производящей ничтожно мало отходов, по сравнению с отходами углеводородных ТЭЦ, является атомная энергетика. Работающие в настоящее время реакторы используют в качестве топлива уран-235, запасы которого ограничены и вряд ли способны решить ЦУР № 7.

Россия единственная страна в мире, где работают два промышленных реактора на быстрых нейтронах БН-600 и БН-800 в г. Заречный Свердловской области, в данном типе реакторов топливом является уран-238, запасы которого исчисляются миллионами тонн. Часть запасов хранится на предприятиях по обогащению урана в виде обедненного гексафторида урана. Правовой статус таких запасов не позволяет отнести их к промышленным отходам, так как имеется гипотетический потенциал их дальнейшего использования, но масштабы накопленных запасов таковы, что их реальное масштабное вовлечение в энергетический цикл возможно лишь при реализации крупнейших целевых программ государственного или даже мирового уровня.

Химически чистый уран-238, входящий в состав обедненного гексафторида урана, может служить идеальным исходным сырьем для реакторов на быстрых нейтронах. Накопленный в разных странах в значительном количестве, порядка 2 млн. тонн, в результате военных программ и развития энергетики на тепловых нейтронах обедненный гексафторид урана содержит колоссальные запасы энергии.

Оценим запасы энергии заключенные в накопленном в мире 2 млн. тоннах ОГФУ:

в 1 акте деления урана-238 выделяется 176 МэВ энергии

1 эВ=1,6*10^-19Дж

1 деление урана-238 = 2,82*10^-11Дж

238 грамм урана-238 содержит NA число атомов = 6,02*10²³

при делении 238 грамм урана-238 выделяется 1,7*10¹³ Дж

нормируем на 1 грамм урана-238 = 7,1*10¹⁰Дж

2 млн. тонн ОГФУ = 2106103*103 грамм * 7,1*10¹⁰Дж = 1,4*10²³Дж

Производство электроэнергии в мире в 2019 году составило 27*10¹⁵ Вт/ч

Запаса энергии в накопленном ОГФУ хватит на 1440 лет генерации электроэнергии на текущих уровнях.

Проведенные расчеты качественны, не учтено КПД установки, неполное выгорание топлива, замкнутый топливный цикл, наработка и использование плутония, и прочие допущения, однако общий вывод позволяет утверждать, что переход на атомную энергетику на быстрых нейтронах позволит обеспечить человечество генерацией чистой энергии на тысячи лет, при отсутствии выбросов парниковых газов. Переход на замкнутый топливный цикл сократит до минимума объем образования радиоактивных отходов, что полностью соответствует вышеопределенным целям устойчивого развития ООН.

Вовлечение в энергогенерацию накопленных объемов урана-238, в настоящий момент частью населения, воспринимаемого как промышленные отходы, будет способствовать улучшению климата, за счет отсутствия выбросов парниковых газов и продуктов сгорания углеводородов, сохранению экосистемы суши, так как отпадет необходимость разработки новых месторождений углеводородов. Энергетика будущего на быстрых реакторах позволит создать устойчивую сеть мощных источников энергии в таких странах как Китай и Индия переживающих резкий рост населения, но не имеющих достаточных энергоресурсов, все это будет способствовать устойчивому развитию в соответствии с целями и задачами ООН.

Автор: Михаил Шмаков