Атомная энергетика — что дальше

Размещено на http://www.allbest.ru/

Атомная энергетика -- что дальше?

Введение

атомный энергетика экология радиационный

Еще не так давно слова «атомная энергетика» и «научно-технический прогресс» сливались в неразрывное целое. И тому было немало причин. Молодая отрасль требовала прорыва в неведомое. Она стимулировала развитие целого ряда новых направлений в физике, химии, биологии. Больше того, открывалась очень радужная перспектива решения энергетических проблем, в первую очередь замены традиционных видов топлива принципиально иным -- компактным, «бездымным» и, что особенно важно, практически неисчерпаемым. Именно поэтому атомная энергетика сразу получила приоритетное развитие во многих промышленно развитых странах.

Однако со временем ситуация стала меняться. Перспективы потеряли свой первоначальный блеск: тень непредвиденных проблем наползала на них. События на «Три Майл Айленд» и особенно наш Чернобыль всколыхнули общественное мнение всего мира. И специалисты вынуждены были пересмотреть некоторые принципиальные позиции, еще недавно казавшиеся незыблемыми.

Каково же теперь реальное место атомной энергетики в жизни общества? Каковы ее перспективы? Об этом рассказывает член-корреспондент АН СССР А. А. Саркисов.

Сегодня разговор о проблемах атомной энергетики будет явно неполным, если не исследовать экологические последствия радиоактивного загрязнения. Данной теме посвящена беседа члена-корреспондента АН УССР Д. М. Гродзинского.

Благодаря рассказу этих специалистов можно видеть, что и ныне атомная энергетика продолжает оставаться движителем научно-технического прогресса, однако акценты уже иные. Общество интересуют последствия широкого строительства АЭС, их влияние на природу, человека. Дан стимул новым исследованиям в радиационной экологии, математическом моделировании и, что может показаться неожиданным, в таких далеких от проблем атомной энергетики науках, как гидрология, гляциология, география. В очерке М. Э. Аджиева выдвинута интересная гипотеза о природных месторождениях тяжелой воды, которая широко используется в атомной энергетике в качестве замедлителя нейтронов.

Предлагаемая читателю гипотеза М. Аджиева не лишена оснований. По крайней мере она не противоречит основным положениям современной физики.

Классическая наука, как известно, развивается по схеме наблюдение -- теория -- практика. Возможны изменения в последовательности, но это -- три основных отличия точной науки. Пока автор находится на первом этапе: он продемонстрировал умение наблюдать природу. Смог увидеть явление, суть которого еще не объяснена.

Удачное наблюдение повлекло за собой попытку осмыслить увиденную природную аномалию, дать ей научное объяснение. Так появилась гипотеза.

Пока это всего лишь гипотеза. Но она может стать основой для научной теории, если появится ее экспериментальное подтверждение.

Гипотеза М. Аджиева не бесспорна. Автор, возможно, и упускает из вида какое-то естественное обстоятельство. Не исключено и другое -- тяжелая вода здесь вообще ни при чем… Но тем не менее желание автора понять и объяснить известный еще с 1902 года факт проявления ледообразования в водоеме, имеющем положительную температуру, заслуживает того, чтобы гипотеза М. Аджиева была опубликована.

Проблемы атомной энергетики, разумеется, не исчерпываются допросами, затронутыми в настоящем выпуске. Редакция в будущем рассчитывает еще раз вернуться к этой теме.

1. Атомная энергетика -- без эмоций

Всякие выводы и заключения, касающиеся перспектив того или иного направления научно-технического прогресса, должны опираться не столько на эмоции, сколько на строгий технико-экономический анализ. Однако сейчас и этого уже недостаточно. Чтобы формировать энергетическую политику, нужно учитывать еще и экологические, социальные факторы. Необходимо принимать в расчет даже нравственные соображения.

Подобные мысли в наши дни не выглядят неожиданными. Но к сожалению, сегодня еще нельзя утверждать, что все принципиальные вопросы решаются именно к таком ключе.

И тем не менее некая ревизия наших представлений о путях развития топливно-энергетического комплекса наблюдается. Насколько глубокой она будет, как сильно изменит она уже принятую нами стратегию, сказать пока трудно. Но то, что изменения неизбежны (они уже существуют), это сомнений не вызывает.

Сегодня около 15 процентов энергии, вырабатываемой на нашей планете, приходится на атомные электростанции. Но, как известно, средний показатель дает лишь общее представление о сложившейся в мире ситуации. Если же проанализировать положение в отдельных странах, возникнет картина весьма пестрая. Есть государства, в которых производство энергии на АЭС выражается очень значительными цифрами: например, во Франции оно достигает примерно 70 % общей выработки. И никаких изменений в сторону уменьшения там не предвидится. Наоборот, население очень трезво оценивает вопросы, связанные с развитием атомной энергетики, справедливо рассматривая свои АЭС как стимулятор хозяйственной жизни.

Но вместе с тем существуют государства, принявшие решение о полном прекращении строительства новых АЭС: Швеция, Италия.

Кто прав? Однозначного ответа, по-моему, здесь вообще нет. Показательна в этом отношении позиция США. Прекратив строительство новых АЭС, там широко развернули научно-исследовательские и конструкторские работы в области атомной энергетики.

Таким образом, создается хороший задел, чтобы в нужный момент активно приступить к развитию атомной энергетики на качественно ином уровне.

Действительно, в США еще до аварии в Пенсильвании выдвинутые гарантии безопасности подверглись серьезному обсуждению. Особую озабоченность вызывали системы аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ), поскольку на работающих легководных реакторах они ни разу не испытывались по полной схеме. Поведение таких систем в экстремальной ситуации описывалось на основе методов математического моделирования. А они были далеки от совершенства.

Рис. 1. Выработка электроэнергии на АЭС в разных странах в 1985 г.

Особенно обострились дебаты к началу 70-х годов Достаточно сказать, что Комиссия по атомной энергии США (АЕС) рассматривала эти вопросы с января 1972 по июль 1973 года, правда, с перерывами. И все же к моменту аварии на «Три Майл Айленд» испытания САОЗ по полной схеме так и не провели.

Согласен, отношение к атомной энергетике в мире начало меняться еще до крупных аварий. Пока она занимала скромное место в мировом топливно-энергетическом комплексе, целый ряд обстоятельств, связанных с ее развитием, оставался незамеченным или казался не столь существенным. Когда же вклад атомной энергетики стал довольно весомым, выявились некоторые особенности, заставляющие более трезво подойти к ее перспективам. Но и тогда выбранный путь в целом сомнений не вызывал.

Первый заметный спад темпов развития атомной энергетики был все-таки связан с аварией в Пенсильвании. Второй, затронувший уже энергетику всего мира, начался после трагедии в Чернобыле.

Не будем забывать об объективных причинах. В частности о том, что выбранный путь логически вытекал из той энергетической ситуации, которая сложилась в последние десятилетия: спад в угольной промышленности, нефтяной кризис, они как бы наслоились друг на друга. И потому потребовались качественно новые энергетические источники. Ими и стали атомные электростанции.

Путь, связанный с развитием атомной энергетики, поначалу выглядел вполне естественным и, пожалуй, неизбежным. Но здесь произошел своеобразный отрыв от тылов. Уже в 1975 году в мире действовало 130 атомных электростанций. Традиционным же электростанциям потребовалось примерно сто лет, чтобы выйти на подобный уровень инженерных решений и эксплуатационной надежности. Накопленный опыт эксплуатации АЭС оказался несоизмеримо мал с масштабами развития новой отрасли. Между тем вопросы безопасности требовали более тщательной проработки. В итоге…

Что произошло в Чернобыле? Цепь случайных событий? Не совсем… Почти невероятное наслоение неверных эксплуатационных решений, усугубленное некоторыми конструктивными недостатками, привело к разгону цепного процесса, расплавлению активной зоны и к взрыву. Об этом так много писалось, что нет смысла продолжать.

Ничего принципиально нового в наши знания авария на АЭС не внесла. С точки зрения физики и техники здесь все понятно. С точки зрения гражданина видимо, нет. И оправдывать случившееся безнравственно. На мой взгляд, это тот самый случай, когда неправильные решения в области техники приводят к огромным по масштабам нежелательным социальным последствиям.

Подобные мысли высказывал не только И. Ефремов… К сожалению, во многом они оказались верными. И потому сегодня на плечи ученых ложится все большая ответственность. Особенно на тех, кто занимается разработкой новых проектов в области атомной энергетики. Новые ошибки здесь недопустимы.

Однако подобные утверждения останутся пустым лозунгом, если они не будут подкреплены конкретными действиями. Я специализируюсь в области точных наук, а потому оцениваю ситуацию прежде всего с технических позиций.

Мы знаем, причиной возникновения аварии в Чернобыле были ошибки обслуживающего персонала. Однако целиком и полностью относить случившееся на счет преступно безграмотных действий было бы неправильно.

Разумеется, речь не о том, чтобы оправдать персонал АЭС. Вопрос стоит иначе. И я считаю его принципиальным. Атомная электростанция -- слишком ответственный объект. А потому ни грубейшие ошибки оператора, ни наложение друг на друга различных неисправностей, пусть и самых маловероятных, ни даже умышленное извлечение органов управления из активной зоны, ни возникающие при этом аварийные ситуации не должны приводить к расплавлению активной зоны. «Запрет» на это необходимо заложить в физические, химические и конструктивные характеристики реактора.

Он должен быть сконструирован так, чтобы обладать «внутренней» безопасностью. Только тогда нам удастся избежать новых трагедий.

Конечно, промышленный выпуск подобного оборудования -- дело непростое, дорогостоящее и требует немало времени. Но пути решения этой технической задачи достаточно ясны. И уже с 1995 года планируется оснащение всех строящихся АЭС реакторами нового поколения.

Программа действий, связанных с безопасностью атомной энергетики, намечена очень широкая. Многое из нее уже сделано.

Во-первых, по системе управления: здесь имелись особенности, которые при ошибках персонала могли «провоцировать» аварию. Теперь они устранены.

Во-вторых, по конструкции самого реактора -- в нее тоже внесены изменения, заметно повышающие безопасность эксплуатации.

В-третьих, по средствам технической диагностики, помогающим следить за состоянием металла в ответственных деталях: трубопроводах, корпусе и т. д. Сегодня идет довольно широкое внедрение их в практику. И изменения, чреватые аварийными последствиями, удается выявить на ранних стадиях развития.

Кроме того, разрабатываются автоматизированные системы контроля и анализа параметров АЭС. Такие системы выступят в роли экспертов-советчиков для обслуживающего персонала, помогая принять правильное решение в нестандартных ситуациях.

Наконец, многое делается для совершенствования систем локализации аварий. Прежде всего внимание уделяется пассивным системам охлаждения активной зоны. Есть ли энергоснабжение или нет, они, если нужно, вступают в работу автоматически и отводят тепло из активной зоны реактора.

В дополнение к этому улучшена подготовка обслуживающего персонала, создаются специальные тренажеры, начинает внедряться профессиональный отбор инженерно-технических работников для АЭС. Короче, приняты все меры, чтобы свести к минимуму вероятность возможных аварий.

Программа очень большая, требует значительных средств на свое осуществление и резко увеличивает стоимость АЭС. Но тенденция к удорожанию повсеместна, она наблюдается во всем мире.

Давайте подробно рассмотрим какой-нибудь один вопрос, например, захоронение радиоактивных отходов. Насколько мне известно, эта проблема вызывает наиболее пристальный интерес.

Хочу внести ясность: отходы образуются не только на АЭС. Их дает вся атомная промышленность: и добыча, и переработка сырья, и изготовление рабочих каналов (тепловыделяющих элементов), и применение радиоактивных изотопов в медицине, биологии, промышленности.

Правда, у них есть одна особенность, которую можно расценивать как преимущество. В силу высокой концентрированности энергии в ядерном топливе, количество образуемых отходов, по сравнению с другими отраслями, сравнительно невелико. Но все равно -- грязь есть грязь, и проблем здесь довольно много.

Сама технология выделения отходов, их концентрирование, прессование, заключение в цементные, битумные или стеклянные блоки -- это целая отрасль атомной промышленности.

Еще более сложной и дорогостоящей является технология сжигания, позволяющая уменьшить объем отходов в 20-100 раз. Отходящие дымовые газы очищаются методами адсорбции и фильтрации, а зола, загрязненная радионуклидами, подвергается цементированию, битумированию или остекловыванию.

Эти отрасли развиваются параллельно с ядерной энергетикой и забирают у нее значительную долю капитальных вложений. И чем дальше входим мы в атомный век, тем больше будет отходов.

Но главный вклад вносят, конечно, атомные электростанции. Особое место здесь занимают отработавшие рабочие каналы, которые содержат высокоактивные осколки деления, а также недовыгоревший уран и накопившийся плутоний. Они представляют собой наиболее активный тип отходов и наиболее специфичный. А потому требуют к себе особого отношения.

При современной ситуации на атомном рынке (уран сейчас стоит относительно дешево) извлекать полезные компоненты из отработавших рабочих каналов не имеет смысла. Это и очень сложно технически, и дорого, и опасно. А потому сегодня тепловыделяющие элементы подвергают захоронению, чаще всего прямо на территории АЭС. Хранят их в водной среде на достаточно большом удалении друг от друга. Таким образом, достигаются две цели. Во-первых, отводится тепло, выделяющееся при продолжающемся радиоактивном распаде остатков «горючего». Во-вторых, исключается возникновение критического ансамбля, способного привести к взрыву.

Рис. 2. Один из способов захоронения радиоактивных отходов

1 -- здание вентиляционной службы; 2, 3 -- помещения для подъемных механизмов; 4 -- склад; 5 -- здание для приемки отходов; 6 -- шахтный ствол для отходов; 7 -- соль; 8 -- место хранения отходов; 9 -- вентиляционный туннель; 10 -- дно шахты; 11 -- шахтный ствол для персонала.

Подобные хранилища представляют собой огромные сооружения. И число их растет. Наступает момент, когда накопившиеся отходы надо куда-то девать.

Наиболее распространенной является технология прессования. Рабочий канал освобождают от всех конструктивных элементов, не имеющих столь высокой активности, как ядерное горючее: от кожухов, крышек, колпаков, дистанционирующих решеток и прочего. Остаются только тепловыделяющие элементы. Чтобы они занимали меньше места, их можно, например, скрутить в жгут. Затем такой жгут помещается в контейнер, заливается свинцом, закрывается сверху крышкой и заваривается. Получается некая герметичная капсула, предназначенная почти для вечного хранения.

Делается она из меди. Этот металл очень слабо подвержен коррозии, а потому контейнер может простоять без изменений сотни и даже тысячи лет. Когда же в металле начнут возникать свищи и герметичность нарушится, содержимое капсулы будет уже не опасно. За столь долгий срок радиоактивность отходов успеет снизиться до приемлемого уровня.

Но сразу возникают другие проблемы. Где хранить такие контейнеры?

Да, это тоже достаточно сложный вопрос. Но решаемый. На первых порах подходящим местом казалось дно океана. В некоторых странах успели забросить туда довольно много контейнеров. Но теперь такое решение проблемы считают неперспективным.

Среди разных способов размещения радиоактивных отходов, например, на антарктическом скальном грунте или в районах гранитных формаций, отдается предпочтение соляным шахтам. Причина такого выбора довольно проста. Известно, что соль хорошо растворима в воде. А потому, столкнувшись с большими соляными залежами, можно с уверенностью сказать: они очень долгое время (сотни лет) не контактировали с водой. А значит, этого не должно произойти и в будущем. Разумеется, я упрощенно излагаю идею. И подобные выводы подкреплены серьезными исследованиями.

Кроме того, соль хороша еще в другом отношении. Теплота, выделяемая радиоактивными отходами, вызывает пластическую текучесть соли. В результате она оплавит контейнер. А это -- дополнительная защита.

Но конечно, выбором места проблема не ограничивается. Ведь речь идет не о вульгарном захоронении, а об инженерном сооружении. В нем необходимы системы контроля, вентиляции, подъемные механизмы и т. д.

Однако технические пути решения задачи достаточно проработаны и ясны. То же самое можно сказать в отношении других составляющих ядерного энергетического цикла. Хотя, безусловно, это не означает, что все трудности уже преодолены.

Чтобы свести к минимуму облучение рабочих, ведущих демонтаж, корпус реактора разрезали под водой с помощью плазменной горелки. Однако происходило это двадцать лет назад, и мощность установки на Элк Ривер была в десятки раз меньше, чем у современных реакторов. Вряд ли опыт подобной работы можно считать значительным и экстраполировать его на сегодняшний день.

Разумеется, мое замечание следует воспринимать как уточнение. И сказанное не означает никакого отрицания: думаю, расходы в данной области сократить не удастся. Скорее наоборот: они будут расти. Но иного пути нет…

Строго говоря, абсолютно безопасных источников энергии не существует: при неправильном обращении уголь самовоспламеняется, водород взрывается. Даже солнечные электростанции не безупречны в этом отношении.

Специалистам памятен взрыв, случившийся в 1986 году на солнечной электростанции в испанском городе Табернас. Пожар охватил не только солнечные батареи и пульт управления, но проник и дальше. Когда огонь добрался до блоков, где использовался натрий, бедствие приняло особенно страшный характер. Ведь этот металл на редкость активен: достаточно небольшого нагрева, и при контакте с воздухом он мгновенно воспламеняется, а при соприкосновении с водой взрывается… Огонь бушевал много часов подряд, а пожарные ничего не могли сделать…

Разумеется, об этом случае я вспомнил не для того, чтобы опорочить солнечную энергетику. Но согласитесь, подобные примеры убедительно доказывают, что развитие научно-технического прогресса связано с определенным риском, зачастую труднопредсказуемым. А потому любое техническое новшество должно предусматривать системы, позволяющие безопасно его эксплуатировать, демонтировать и т. п. А значит, какие-то дополнительные расходы здесь неизбежны.

Экономить на безопасности не только рискованно, но и безнравственно.

И здесь вот на что хотелось бы обратить внимание. Как ни странно, но до сих пор не все еще понимают, что безопасность в атомной энергетике и, скажем, на железнодорожном транспорте -- это совершенно разные понятия. Характер потерь -- даже при одинаковом количестве жертв явных -- при аварии на АЭС качественно иной. У нас пока мало изучены такие вопросы, как влияние малых доз радиации на живое. Атмосфера, грунт, вода, пищевые цепочки -- здесь возникают очень сложные взаимодействия. Они могут иметь отдаленные последствия, прежде всего генетические. Об этом нельзя забывать.

То, что подобные вопросы требуют тщательных исследований, само собой разумеется. Но данные обстоятельства должны обязательно учитываться при проектировании АЭС, при нормировании их безопасности и всех составляющих ядерного топливно-энергетического цикла.

Некоторое замедление темпов развития атомной энергетики у нас в стране предусмотрено. Но здесь надо учитывать сложившуюся ситуацию.

Известно, что европейская часть СССР -- наиболее энергопотребляющий регион нашей территории. Вместе с Уралом он «забирает» 80 % всех топливно-энергетических ресурсов. В то же время свыше 90 % энергетических запасов находится на востоке. В результате уже сегодня использование гидроресурсов на Европейской равнине вдвое выше, чем в других регионах. А за донбасским углем приходится идти на глубину свыше километра.

Иными словами, здесь наши возможности приближаются к определенному пределу. И наращивание мощностей атомной энергетики позволило снизить потребление органического топлива в европейской части страны.

Хотя, конечно, до конца проблему не решило: в перевозках с востока на запад доля топлива составляет примерно 40 %. И чтобы отказаться от атомной энергетики совсем, надо предложить взамен другие конкурентоспособные источники энергии.

Сейчас вновь большие надежды возлагают на уголь. Разведанные запасы этого топлива настолько огромны, что даже при современных не всегда совершенных методах добычи его должно хватить на многие столетия. Но сразу же возникает ряд проблем.

Первая -- транспортировка. К сожалению, месторождения у нас расположены на востоке, а совсем не там, где испытывается дефицит энергии. Кроме того, они отличаются довольно низкой калорийностью угля. Значит, перевозка не только обострит транспортную проблему, но и просто экономически нецелесообразна.

Рис. 3. Оценка мировых извлекаемых запасов угля

Если же вырабатывать электроэнергию на местах добычи, то надо делать сверхдальние линии электропередач. А это требует и времени, и больших капитальных вложений. Причем надо учесть, что при передаче электроэнергии на большие расстояния неизбежны ее огромные потери: до 10 % в магистральных линиях и еще около 40 % в распределительных сетях.

Но главное препятствие состоит даже не в перечисленных трудностях. Если мы будем развивать ТЭС на угле в том виде, как они существуют, то неминуема экологическая катастрофа. Современные угольные электростанции сжигают в течение года 2 Ч 10⁶ т угля на 1 ГВт (эл) мощности. При этом образуется примерно 4 Ч 10 т золы, из которых 8 Ч 10³ т выбрасывается в атмосферу. Особенно вредны выбросы сернистых газов, составляющие тысячи тонн на 1 ГВт (эл). Проливаясь на землю в виде кислотных дождей, они губят растительность, почву, водоемы и прежде всего здоровье людей.

Достижение же требований мировых перспективных стандартов (сокращение выбросов золы до 0,05, окислов серы до 0,2-0,3 и окислов азота до 0,15 -- 0, 2 г/м³) в настоящее время связано с настолько высокими капиталовложениями, что повсеместное применение таких методов экономически совершенно неприемлемо. Экономически приемлемые «чистые» промышленные технологии использования угля мировой практике не известны. Правда, в этом направлении ведутся исследования. Перспективными, в частности, представляются разработки Энергетического института им. Г. М. Кржижановского. Завершение этих работ и их практическая реализация задерживаются пока из-за недостаточных ассигнований.

И все же с учетом имеющихся природных запасов в обозримой перспективе лидерство, видимо, будет принадлежать атомным и угольным электростанциям. А соотношение удельных весов этих основных конкурирующих типов энергетики в топливно-энергетическом комплексе будет определяться одним: насколько успешно удастся преодолеть свойственные им внутренние противоречия.

Энергоемкость нашего национального продукта намного выше, чем в Западной Европе, в США или в Японии. Да, энергия расходуется у нас расточительно. Да, энергосбережение фактически равносильно получению дополнительной энергии. Причем в Советском Союзе резервы колоссальны: счет идет на миллионы тонн условного топлива.

И тем не менее подобные утверждения не означают, что в нашей стране энергосбережение можно рассматривать как реальный «источник» энергии уже сегодня. Почему? В первую очередь потому, что для осуществления такой политики нет, я полагаю, экономического стимула.

Именно поэтому изделия нашего машиностроения, например, в полтора-два раза тяжелее аналогичных зарубежных образцов. (Не будем забывать, что энергозатраты на изготовление изделия напрямую связаны с его массой). Предприятие даже заинтересовано расходовать больше энергии, ресурсов.

Экономика, как правило, носит затратный характер: чем больше потрачено, тем выше себестоимость продукции, а значит, ее цена и с нею прибыль. Пока мы не избавимся oт затратной экономики, все наши благие намерения останутся лишь намерениями.

Во-вторых, нельзя обойти вниманием и технологическую незаинтересованность предприятий в экономии ресурсов. Не буду приводить набившие оскомину примеры с непрерывной разливкой стали или с сухим способом производства цемента. Они, как и многие другие, всем известны. Но известно также, что это -- энергосберегающие технологии. Технологии, которые не нашли должного применения в нашей промышленности. Отчего? Прежде всего оттого, что не заинтересованы соответствующие ведомства. При любой, даже заведомо убыточной технологии свою долю от энергетического «пирога» они получат. В других развитых странах такого нет.

Мне могут возразить, что в Японии, допустим, наряду с использованием совершенных технологий применяют и другие методы. Например, всю алюминиевую промышленность как наиболее энергоемкую отрасль вынесли за пределы страны. И алюминий закупают за границей.

Разумеется, для нас такой путь неприемлем. Но вместе с тем в Японии составлены и щедро финансируются долгосрочные программы, в которых значительное место уделено перспективным исследованиям в области энергосбережения. К сожалению, у нас в стране пока даже нет дальновидной и хорошо обоснованной комплексной программы энергосбережения. Ее разработка будет завершена лишь в 1989 году. Единственное же специализированное научное учреждение -- Всесоюзный проектно-конструкторский и технологический институт ресурсосбережения Госснаба СССР -- нуждается в значительном усилении. Необходимо создание соответствующих научных подразделений во всех отраслях народного хозяйства.

В последнее время в нашей стране появились группы, хотя и не называющие себя зелеными, но близкие к ним по своим целям, по той политике, которую они защищают. Конечно, в их деятельности есть много эмоционального, порой декларируются необоснованные суждения. И они встречают со стороны ведомств высокомерное и, я бы сказал, пренебрежительное отношение. Но ведь эти люди хотят сберечь нашу природу, думают о будущем нашей страны. Неужели подобные стремления не заслуживают уважения? Да и нет у ведомств особых оснований относиться свысока к предложениям таких групп. Нельзя забывать, в их составе немало специалистов высокой квалификации: физиков, биологов, математиков, химиков, инженеров. Наверное, разумнее было бы прислушаться к ряду их соображений и принять в расчет.

У нас, на мой взгляд, сложилась довольно ортодоксальная точка зрения, будто альтернативные источники энергии в обозримом будущем заметного влияния на энергетический баланс не окажут. И отсюда такое, я бы сказал, незначительное внимание к работам в этой области.

Конечно, технический уровень тех же фотопреобразователей не отвечает пока нашим экономическим стандартам. Но разве можно оперировать будничными понятиями, оценивая новое научное направление? И я полностью солидарен с академиком Ж. И. Алферовым в отношении возможностей солнечной энергетики. Это -- щедрый, экологически чистый и весьма перспективный источник. Разумнее было бы не пренебрегать им, а делать все, чтобы приблизить тот день, когда он займет достойное место в нашей жизни.

Не буду приводить цифры. И без них ясно, что ни солнцем, ни ветром, ни геотермальными ресурсами мы серьезно не занимались. Я не хочу переоценивать возможности альтернативных источников: в ближайшие десятилетия равноправного соревнования между традиционной энергетикой и, скажем, солнечной не предвидится. Но это не значит, что подобные исследования надо держать на «голодном пайке».

Нельзя бюрократическими методами определить перспективность науки, обильно финансируя одно направление за счет других. Конечно, приоритетные направления обязательны. Но выбор приоритетов должен происходить в свободной научной дискуссии, а не келейно, в тиши кабинетов.

Вот, скажем, мы затрачиваем огромные средства на термоядерную энергетику. Но особой уверенности в том, что она окажет какое-то реальное влияние на энергетическую ситуацию в ближайшее время, тоже пока нет.

Да и не следует подавать проблему термояда слишком упрощенно и забывать, что этот вид энергетики тоже связан с радиоактивностью. Специалисты прекрасно знают: наиболее перспективные схемы термоядерных реакторов предусматривают наработку плутония в бланкете, который потом должен выделяться на химических комбинатах, затем опять использоваться в атомных реакторах и т. д. Иными словами, термоядерная энергетика не исключит «классическую» атомную, а будет к ней своеобразным дополнением. Она просто вовлечет в оборот новые, практически неисчерпаемые источники первичной энергии. Но вместе с тем это не такая уж дешевая, чистая и простая вещь.

И если хотя бы часть гигантских ассигнований на термоядерные исследования уделить развитию нетрадиционной энергетики, страна, без сомнений, от этого только выиграет.

Непривычно слышать подобные высказывания от физика-атомщика.

Почему же? Я очень заинтересован в развитии атомной энергетики. Но именно в развитии, а не в бездумном наращивании ее мощностей. Наращивании, при котором отметаются все сомнения, отсекаются любые исследования, не сулящие мгновенной выгоды.

Вопросы математического моделирования, радиационной биологии, роботизации и многие другие кому-то казались второстепенными. Действительно, лишних киловатт они не давали. Но без этих исследований чернобыльская трагедия становилась неминуемой -- она приближалась…

В этой связи остановлюсь на близкой мне области -- математическом моделировании. В принципе модели позволяют проигрывать самые разнообразные ситуации: от нормального режима работы реактора до маловероятной аварии. С их помощью можно предвидеть, как изменятся физические, химические, конструктивные характеристики объекта. По сути дела, модели -- самое эффективное, а порой и единственное средство исследования любых аварийных процессов. Например, научно обоснованное размещение АЭС с учетом многообразных определяющих факторов (плотность населения, промышленная инфраструктура, природные условия и т. п.) возможно лишь при использовании корректного математического моделирования.

Мы уже научились достаточно надежно моделировать переходные процессы. И все, что нужно для разработки хорошей системы автоматического регулирования, делаем хорошо. Но этого мало.

Необходимо столь же надежное математическое описание экстремальных аварийных ситуаций, связанных, скажем, с расплавлением активной зоны. Более того, нужны модели процессов, протекающих за пределами АЭС. Долгое время эта мысль не находила должной поддержки. Чернобыль убедил сомневающихся. Теперь начинают разворачиваться работы в данной области. Однако для успешного моделирования нужны быстродействующие ЭВМ, соответствующее оборудование, дорогостоящие стенды -- все то, чем наша научно-техническая база располагает сегодня в недостаточной степени. Кроме того, необходимо собрать и обработать огромный объем информации, провести теоретические исследования, разработать и осуществить сложные эксперименты.

С одной стороны, то, что делается, внушает надежды. С другой -- вновь демонстрирует наши слабости. Одних инженерных решений мало. Нужны сильная научно-техническая база, принципиальные прорывы во многих научных направлениях, нестандартные и смелые идеи.

2. Чернобыль: актуальность темы

Прошло более двух лет со дня аварии на Чернобыльской АЭС.

За это время накопился огромный материал, позволяющий говорить об экологических последствиях радиоактивного загрязнения. В чем же они, эти последствия, для природы и человека?

На уникальные особенности аварии. Немногие знают, что воздействие радиации на живое очень индивидуально. И дело тут не только в дозах, которые получили люди, животные. Одна и та же доза радиации, поступившая в организм с различными изотопами, по-разному действует на живое: может поразить мембрану, ядро или цитоплазму. К тому же по-разному воздействует она и на различные органы. Наиболее опасно поражение ядра -- в нем находится генетический материал клетки. Не хочу утомлять читателя подробностями, но поверьте, тут тысячи нюансов, дающих ту или иную интерпретацию экологических последствий аварии. Хочу сразу отметить: долг честного ученого -- попытаться учесть все эти нюансы и представить общественности достоверную информацию об экологических процессах, идущих сейчас в районах с повышенным уровнем радиоактивности.

Известно, выброс из разрушенного четвертого блока происходил по крайней мере в течение десяти дней. Первое радиоактивное облако пошло на запад и северо-запад. Второе -- на север. Затем ветер в очередной раз изменил направление, и часть радиоактивного облака прошла между Киевом и Каневом.

Радиоактивные вещества выпали на самые разные ландшафты и почвы. На села, леса, болота, сельскохозяйственные угодья. На украинской территории, подвергшейся загрязнению, леса занимают в разных районах от десяти до сорока процентов, остальное -- опять же сельскохозяйственные угодья.

Сейчас уже ясно, что радиоактивное загрязнение охватило значительные сельскохозяйственные территории с самыми различными культурами, которые, естественно, по-разному отзываются на загрязнение. Ситуация усугубляется и тем, что эта авария не имеет аналогов в мировой практике не только по масштабу. В воздух в Чернобыле было выброшено около 450 типов радионуклидов. Из них львиная доля приходилась на короткоживущий изотоп йод-131. Он давал буквально 80-90 процентов радиоактивности в первые дни аварии. Постепенно, с прекращением выбросов радиоактивность падала. Вымирали короткоживущие изотопы. На сцену выступали долгоживущие. Например, рутений, родий и другие. В настоящее время содержание и этих изотопов заметно уменьшилось, и на первом месте оказались цезий-137 и стронций-90. Кроме того, обнаружены трансурановые элементы: плутоний, америций и некоторые другие.

Поскольку авария носила очень своеобразный характер, горел графит, очень сильно повышалась температура, го и физико-химическое состояние выброшенных радионуклидов оказалось необычным. А эти особенности радионуклидов обязательно нужно учитывать при оценке экологических последствий аварии.

Что же это за частицы с новыми свойствами?

Прежде всего следует назвать оксиды и карбиды некоторых редких металлов. Они плохо смываются водой с поверхности растений и почвы. Растения поглотить их не могут, и эти частицы становятся вечными странниками. Их подхватывает ветер и переносит с места на место. Все это создало специфические, ранее не встречавшиеся типы загрязнений. Таким образом, чернобыльская авария не была похожа ни на одну из подобных аварий в мире не только по масштабу, но и по качеству загрязнений территорий. Все это вместе создает большие трудности для анализа последствий катастрофы.

Совершенно верно, по сути, необходимо разработать радиологическую теорию катастрофы. Только тогда удастся понять, насколько она опасна для здоровья не только нашего, но и последующих поколений.

Но есть ли на самом деле пороговые дозы? Часть радиобиологов считают, что есть. Другие -- сегодня к ним примыкает большинство радиобиологов в мире -- полагают, что даже самое малое облучение таит в себе опасность.

Потому, что тут есть неустойчивый баланс. С одной стороны, на клетку, организм давит радиационный пресс, с другой -- ему противостоят силы обороны: служба ремонта генетического материала, иммунные системы и так далее. В каждом конкретном случае разыгрываются драматические события, исход которых зависит от дозы, изотопа, состояния среды и организма.

Кроме иммунитета, ремонтной службы клетки, можно упомянуть и состояние кислородного обмена организма, степень его усталости, насыщенности тканей витаминами и так далее. Ряд очень широк. И нужно откровенно сказать, что специалисты сегодня еще очень мало знакомы с принципами устройства радиационной защиты организма. Поэтому большая часть радиобиологов и склоняется к тому, что даже самая малая доза облучения вредна.

И думая о здоровье населения, надо подходить к оценке экологических последствий Чернобыля с очень жестких позиций. Первое же время после аварии некоторые неквалифицированные медики даже рассуждали о том, что небольшие дозы облучения чуть ли не полезны для организма. Что, мол, к малым дозам можно привыкнуть. Это совершенно неверно. Если и говорить о каком-то привыкании, то это процесс, требующий очень длительного времени. Целого эволюционного периода. И в конечном итоге радиация все равно наносит ущерб популяции.

При радиационном поражении организма человека и других живых существ мы имеем дело с уравнением со многими неизвестными. И было бы ошибочно полагать, что наука сможет заполнить эти неизвестные конкретными значениями через месяц или через год. Именно поэтому в оценке экологических последствий нужна особая осторожность.

Вторым краеугольным камнем, который должен быть положен в основу теории радиационной экологии, является представление о так называемых стохастических и нестохастических эффектах.

Скажем, когда доза облучения невелика, судить о том, сколько людей заболеет, можно лишь с определенной степенью вероятности. Это стохастические эффекты. Но когда доза очень велика, то можно говорить уже точно, что тот или иной человек, получивший ее, заболеет лейкемией или погибнет. В последнем случае эффекты предсказуемы со стопроцентной долей вероятности. Специалисты называют их нестохастическими. В Чернобыле не приходится, за исключением нескольких десятков случаев, говорить о нестохастических эффектах. Случаи лучевой болезни единичны.

Проявление же стохастических эффектов зависит от множества условий, но прежде всего -- от величины дозы. Со стохастическими эффектами связано еще одно чрезвычайно важное в нашем случае понятие коллективной дозы облучения. Коллективное облучение -- это суммарное облучение больших популяций. Это бомба замедленного действия. Дело в том, что большая часть повреждений в популяции носит характер скрытых рецессивных мутаций. Но при браках такие мутации могут переходить в гомозиготное состояние и выявляться, что в последующих поколениях приводит к различного рода генетическим нарушениям. Степень вероятности появления этих нарушений считается по так называемым коэффициентам риска.

Для оценки экологических последствий чернобыльской аварии знание точных коэффициентов риска очень важно. Но тут есть одна трудность. Коэффициенты риска рассчитаны давно -- для Хиросимы и Нагасаки, для лиц, подвергшихся рентгенотерапии, для семей рентгенологов. Для условий Чернобыля коэффициентов риска, по сути, нет. Тем более что в последнее время проводится ревизия дозиметрических характеристик взрывов Хиросимы и Нагасаки, и сами коэффициенты риска даже для этих давних катастроф будут пересмотрены. Есть специально утвержденные Международной комиссией по радиологической защите коэффициенты риска, и по ним в принципе можно подсчитать возможные последствия. Но эти коэффициенты очень ориентировочны, ошибки в подсчетах будут наверняка достаточно велики.

Нельзя говорить, как это иногда случается, что, мол, количество дополнительных трагедий Чернобыля очень мало по сравнению с трагическими событиями от других причин. Мы должны бороться за жизнь и здоровье каждого человека, и нужно сделать все возможное, чтобы избежать трагедий не только в нашем поколении, но и в поколениях внуков и правнуков.

Оценка экологических последствий катастрофы такого масштаба всегда будет очень относительной. О многих последствиях, скажем эволюционных, мы вообще не можем судить. Уж очень тонки тут взаимодействия, очень опосредованы и непредсказуемо неожиданны возникающие в системах организмов связи…

Как только случилась чернобыльская авария, в моей лаборатории счетчики тотчас показали повышение радиоактивности. Мы тогда только могли гадать: что же такое случилось? Так вот, вместо того чтобы нам, радиобиологам, объяснить, что произошло, чтобы мы могли дать рекомендации населению, как правильно вести себя в первые часы после аварии, у нас опечатали счетчики. Нам сказали: то, что произошло в Чернобыле, совершенно секретно.

Одна из главных теоретических проблем современной радиобиологии -- пороговое значение дозы. Это та доза, за которой, как считают некоторые, излучение якобы уже не наносит живому ущерба.

Сделали это люди невежественные, но имеющие власть. Невежественный человек всегда предпочитает закрыть глаза на происходящее, иллюзию выдать за реальность. Мне могут сказать, что это все -- последствия застойного периода и так далее. Но чем же тогда объяснить, что те же люди сейчас хотя и не опечатывают счетчики, но просто засекречивают всю информацию, касающуюся последствий аварии? Почему? Откуда эта волна инстинктивного засекречивания? Пора уже давно понять, что никакой секретности в делах экологии не должно быть -- тайна и экология несовместимы. Эта секретность проистекает опять-таки от непрофессионализма. Когда случилась авария, я встречал немало так называемых профессионалов, которые разглагольствовали о катастрофе и давали рекомендации, не имея даже представления о том, что такое коллективная доза облучения! Не знали, что такое стохастические эффекты облучения!

Секретность уже привела к печальным результатам. Вот передо мной брошюра «Второй выпуск внутреннего доклада по радиационной ситуации в Финляндии, май 1986 года». Прошло всего несколько дней после аварии, а финны выпустили уже второй выпуск бюллетеня. В нем черным по белому написано, как должен вести себя человек на зараженной территории. Тут и рекомендации, где можно гулять детям, когда, сколько и в каких районах пасти скот, что есть, что пить и так далее. Таких выпусков у них было несколько. У нас же не напечатали ничего подобного, хотя, по идее, такого рода печатными рекомендациями следовало обеспечить все население пострадавшей территории. Но и тут была соблюдена своего рода «секретность». Из-за нее пошли слухи. Стали, например, пить йод из пузырьков. Обжигали слизистую оболочку.

Страх, рожденный неинформированностью, привел, например, к тому, что вовсе перестали пить молоко. А молочные продукты -- главный источник кальция. Люди сразу же поставили себя в условия кальциевой недостаточности, а в этом случае организм активно усваивает радиоактивный стронций, который по своим свойствам и «поведению» в организме напоминает кальций. Нужны были альгинаты -- вещества, которые помогают противостоять радиации. И вот нам прислали все имеющееся в Союзе количество альгинатов -- 300 граммов. А нужны-то были тонны. Даже по этой части мы оказались беспомощными. Это и есть проявление полнейшего непрофессионализма в области, где должны работать высокие профессионалы. Оказалось проще засекретить, чем решать проблему. Авось обойдется. Но так ведь в принципе думали и виновники чернобыльской аварии.

Вот и сейчас логика, по-моему, такая же. Дозу люди получили, ничего уже, мол, не сделаешь, нужно засекретить, чтобы не было паники. Логика очень странная, она повторяет ту, по которой опечатывали счетчики. И паника как раз идет от нее. Киев сейчас наполнен нелепыми слухами о том, что было и будет. Наполнен страхами. Телевыступления перед общественностью призваны ее успокоить. Но в этих выступлениях один лейтмотив -- сейчас ничего нет, положение улучшилось, положение улучшается, и будет еще и еще лучше, экологических последствий нет или же почти нет.

Мне кажется, в подготовке этих передач не участвуют психологи. Они бы объяснили, что такой подход к делу только увеличивает количество слухов, панических настроений: успокоениям в большинстве своем люди не верят. В этом смысле очень характерно различие подходов к последствиям аварии у нас и в других странах. Я недавно вернулся с VIII Международного конгресса по радиационным исследованиям. На нем было представлено двенадцать докладов по проблемам последствий радиоактивного загрязнения для Швеции, Швейцарии, Финляндии, Франции, Англии, Испании и других стран, не было только доклада по нашей стране… Особенно обидно это отсутствие гласности потому, что еще многое можно и нужно сделать, несмотря на неординарность ситуации, уникальность катастрофы, отсутствие точных данных о пороговых дозах, о коэффициентах риска.

Построили саркофаг, обработали огромные территории. Выправили ситуацию. Но долг ученого заставляет меня говорить о негативной стороне, о том, что мешает работе. Ученый должен в любой ситуации говорить правду. И многое еще можно сделать для снижения риска, и многое можно теоретически предвидеть. А если этого не произойдет, то на нашей совести будут трагедии многих людей, уродства новорожденных. Авария должна способствовать тому, чтобы у нас, людей двадцатого века, формировалась новая, гуманистическая мораль, мораль ответственности за жизни не только нашего, но и будущих поколений. Мы не увидим этих людей, но должны помнить, что это -- наши дети и внуки, ради которых, по существу, мы и живем на Земле.

Недавно получены интересные данные, которые позволяют предвидеть некоторые возможные экологические последствия. Радиация чаще всего повреждает ДНК. Но в чернобыльской трагедии на арену выступают как раз иные процессы, как ни странно, не связанные с образованием опухолей или появлением. генетических аномалий у потомства. Отдаленные повреждения, проявляющиеся через месяцы, годы или десятилетия после облучения, -- результат в основном нарушения эндокринного баланса. Ho, как ни странно, в результате этих поражений развиваются некоторые «обычные» заболевания типа воспаления легких, инфарктов (при пораженных сосудах), нервные заболевания. В некоторых случаях может поражаться иммунная система. -- Кстати, это наиболее вероятное последствие такого рода аварий. И некоторое ослабление иммунной системы у ряда лиц сейчас имеет место.

В первое время после аварии в Киеве появилось большое количество дохлых мышей и крыс. Само по себе обстоятельство удивительное. Известно, например, что на атолле Бикини после взрывов крысы как раз чувствовали себя неплохо.

В Киеве же не было столь высокой радиоактивности, которая привела бы к смерти этих животных. Что же было? Вот тут встал вопрос о том, о чем я уже говорил в первой части нашей беседы, -- о возможности предсказать реакции организмами решить уравнение со многими неизвестными. Какое звено сдало у этих животных, невольно ставших подопытными? Нельзя ли использовать эту информацию для изучения положения с людьми?

Эти вопросы нас взволновали. Оказалось, что смерть животных не связана напрямую с радиоактивностью, что тут вступают в действие механизмы опосредованных реакций. Во время аварии были выбросы радиоактивного йода. Этот йод, как показали эксперименты, накапливался в щитовидной железе, вызывая изменения в ее работе. Это влияло на гипофиз, который регулирует иммунные ответы организма. У животных ослабился иммунитет, и они погибли не от радиации, а от вспыхнувшей среди них эпидемии.

Такая же история может происходить и с людьми, к счастью, с не столь трагическими последствиями. Эпидемий не было, но все же отмечен некоторый рост заболеваемости. Ослабление иммунитета как косвенное следствие радиации сейчас наблюдается у многих контингентов жителей Киева. Увеличилась продолжительность различного рода заболеваний, В том числе воспаления легких, тяжелее протекает эпидемия гриппа. Медики жалуются на ослабление иммунитета, и вполне возможно, что это -- результат аварии. Но тут нет ничего катастрофического. Есть много средств выправить положение. К сожалению, никто не говорит населению, как вести себя. А ведь есть простые средства, которые помогут укрепить иммунную систему. Например, нужны витамины. Многие люди вообще перестали есть зелень, боясь радиации. Это совершенно неправильно. На организм, лишенный витаминов, радиация действует сильнее.

Сейчас возник целый класс задач, которые требуют научного решения, именно в плане уменьшения коллективной дозы. Есть, например, вещества, называемые радиопротекторами. Они увеличивают устойчивость организма к радиации. Так, например, некоторые радиопротекторы создают в клетке недостаток кислорода. В результате клетка делится не так активно, и количество повреждений от радиации значительно уменьшается. Нам известны такие вещества для лечения острых лучевых повреждений. Проблема сейчас заключается в том, чтобы найти радиопротекторы для хронического облучения. Задача вполне разрешима. Это могут быть различные группы витаминов, пептины, янтарная кислота, каротин, содержащийся в моркови, и еще целый ряд соединений. Самые эффективные из радиопротекторов увеличивают сопротивляемость радиации примерно в два раза.

Хочу сказать и о том, что во время аварии возросло потребление алкоголя. Это было вызвано тем, что многие люди узнали, что этиловый спирт также является радиопротектором. Это и так, и не так. Дело в том, что действительно спирт увеличивает устойчивость против радиации в 1,13 раза, но одновременно он разрушает молекулы витаминов, которые сами являются радиопротекторами. То есть эффективность спирта скорее отрицательна. Гораздо лучше пить морковный сок или другие соки, в которых содержится каротин. Как видите, несмотря на слабость теоретической базы и своеобразие аварии, радиобиология может дать некоторые полезные рекомендации.

Сейчас появляются высказывания о том, что коллективная доза будет чуть ли не уменьшаться. Но это совершенно неверно.

Коллективная доза облучения неизбежно возрастет. Именно в ближайшие годы радиоактивные частицы в очень большом объеме начнут включаться в человека и животных. Скрывать это бессмысленно. Нужно не скрывать, а действовать.

Рост коллективной дозы можно замедлить в основном за счет правильного питания и использования веществ, блокирующих воздействие радиации. Я уже говорил о них. Это радиопротекторы. Блокировать поступление радиоактивных частиц по трофическим цепям -- проблема огромной сложности. Многое тут делается.

Но многие вопросы еще предстоит решить. Например, из ряда районов, расположенных по западному и северному следу радиоактивного облака, -- это Народический, Полесский районы -- до сих пор возможно поступление грязной продукции. На мой взгляд, на этих территориях нужно возделывать технические культуры. При определенных загрязнениях почвы нужно повышать дозы удобрений и извести. Например, цезий ведет себя по отношению к растениям так же как и калий. Если вносить калийные удобрения, то при определенных условиях можно ослабить поступление в растения цезия. Поэтому нужно очень заботливо относиться к калийному питанию растений. Стронций же выводится с помощью кальция. Можно и нужно применять внекорневые подкормки, которые уменьшают интенсивность всасывания радиоактивных веществ. Здесь можно добиться большого эффекта. И в конечном итоге эти простые меры уменьшают коллективную дозу.

...