Views: 0
Ядролық энергетика — жаһандық энергетика теңгерімінің ажырамас бөлігі. Дүниежүзілік ядролық қауымдастықтың мәліметіне сәйкес 2024 жылы бүкіл әлем бойынша электр энергияның шамамен 9%-ын атом электр стансалары (АЭС) өндірген.
Мағзұм Мырзағалиев,
Қазақстан Республикасы Президентінің кеңесшісі
Әлемде АЭС құрылысы 1975—1985 жылдары шарықтау шыңына жетті, ал Чернобыль АЭС-індегі апаттан кейін көптеген мемлекет өздерінің ядролық бағдарламаларын қысқарта бастады.
Біраз жылғы баяулау кезеңінен соң, атом генерациясының сенімді әрі экологиялық таза энергия көзі бола алатыны ескеріліп, 2000 жылдары ядролық энергетиканың «алғашқы ренессансы» басталды. Алайда 2011 жылы Жапонияның «Фукусима» АЭС-індегі апат халықаралық қауымдастықтың бейбіт атомға деген сенімін қайтадан әлсіретті.
Соған қарамастан, кейінгі жылдары төмен көміртекті энергетикаға көшуге бағытталған жаһандық тренд айқын көрініс тауып, ондағы ядролық энергетиканың рөлі қайта артты. Мұндай бағытқа COP28 Климат конференциясында 2050 жылға қарай атом генерациясының көлемін үш есеге арттыру туралы декларацияның қабылдануы айқын дәлел бола алады. Ал Қазақстан осы бастамаға 2024 жылы қосылған болса, 2025 жылдың желтоқсан айындағы мәлімет бойынша бастаманы әлемнің 31 елі қолдаған.
Дүниежүзілік ядролық қауымдастық мәліметіне сәйкес 2024 жылы әлемдік ядролық генерация тарихи рекордқа жетіп, 2667 млрд кВт·сағ құрады. Бұл — өз кезегінде парниктік газдардың мөлшері 2,1 млрд тонна болатын көмірсутегі газы (CO₂) баламасындағы шығарындылардың алдын алуға мүмкіндік берді деген сөз. Салыстыру үшін айтсақ, Жаһандық атмосфера зерттеулеріне арналған шығарындылар мәлімет базасының (EDGAR) деректеріне сәйкес 2024 жылы Қазақстандағы парниктік газдардың жалпы шығарындылары шамамен 0,33 млрд тонна CO₂ баламасын құраған.
Технология жаңалықтары мен мемлекеттердің саяси ерік-жігерін ескерсек, қазіргі таңда атом энергетикасын дамытудың «екінші ренессансы» байқалуда. Егер ортамерзімді перспективада кезекті бір «қара аққу» оқиғасы шыға келмесе, саланың әрі қарай ілгерілей дамуының негізгі үш бағытын атап өтуге болады:
1) ядролық отынды қайта пайдалану;
2) ядролық реакторлардың жаңа буындары;
3) басқарылатын термоядролық синтез.
Атом энергетикасы жөніндегі халықаралық агенттік (МАГАТЭ) деректеріне сәйкес 2025 жылдың соңына қарай әлемнің 31 елінде 416 реактор пайдаланылып жатыр. Дегенмен көптеген мемлекет уран отынын пайдалану әлеуетін толықтай ашық көрсетіп отырған жоқ. Реактордан шығарылған пайдаланылған ядролық отын (ПЯО) құрамында 90%-дан астам әлеуетті отын бар, оны қайта өңдеуден өткізіп, қолдануға болады.
Осыған байланысты атом энергетикасы дамыған жетекші елдер пайдаланылған отынды (ПЯО) қайта өңдеуді көздейтін жабық ядролық отын циклін енгізу стратегиясын жүзеге асыруда. Мұндай цикл аясында қалпына келтірілген ураннан немесе плутоний-уран қоспасынан (МОКС, РЕМИКС түріндегі технологиялар) жаңа отын өндіруді қарастырады.
Дүниежүзілік ядролық қауымдастық деректеріне сәйкес Еуропада лицензия алған 40 реактордың 30-дан астамы МОКС отынын пайдаланады. Ал Ресейде қазір МОКС отынымен жылдам нейтронды БН-800 реакторы жұмыс істеп тұр. Бұл отынды ССЭР типті реакторларда қолдану бағытында жұмыстар жүргізілуде.
Әлемдік қауымдастықтың 2050 жылға қарай атом генерациясын үш есеге дейін арттыру жөніндегі жаһандық міндеттерін ескерсек, МОКС немесе РЕМИКС отынын өндіру уран шикізатын әлдеқайда тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Әйтсе де, атом энергетикасының одан әрі дамуы қауіпсіздік пен тиімділікті көтеріп, құнын төмендететін реактор жасау саласындағы жаңа технологиялық шешімдерсіз мүмкін емес.
МАГАТЭ мәліметтеріне қарағанда, әлемдегі реакторлардың басым бөлігі 30 жылдан астам уақыт бойы пайдаланылып келеді. Ал кейінгі 15 жылда салынған заманауи реакторлар МАГАТЭ стандарттары мен қауіпсіздік талаптарын, сондай-ақ Три-Майл Айленд (АҚШ, 1979), Чернобыль (КСРО, 1986) және Фукусима (Жапония, 2011) АЭС-терінде апатқа әкелген қателіктер мен кемшіліктерді ескере отырып (lessons learned) жобаланған.
2025 жылдың желтоқсанындағы мәліметтер бойынша, әлемнің 15 елінде 62 реактордың құрылысы жүріп жатыр, олардың 57-сі — «дәстүрлі» жеңілсулы реакторлар. Сонымен бірге, кейбір елдер жаңа буын реакторларын белсенді түрде жобалап, іске асыруда. Мысалы, Қытай 2023 жылы сутегі өндіруге пайдалануға болатын өзі жасап шыққан алғашқы тәжірибелік-өнеркәсіптік жоғары температуралы реакторын іске қосты, ал Ресей жабық ядролық отын циклі әлеуетін өркендету мақсатында жылдам нейтронды реакторлар бағытын дамытуды жалғастырып келеді.
Жаңа буын реакторларының артықшылықтарына мыналарды жатқызуға болады: қауіпсіздіктің жақсаруы — жобаланып жатқан көптеген реакторда конструкторлық шешім есебінен реакторлардың белсенді аймағының балқуына әкелетін ауыр апаттар ықтималдығы тіпті теориялық тұрғыдан да жоққа шығарылады; тиімділік — аса жоғары температурада жұмыс істеу есебінен пайдалы әсер коэффициенті артады; радиоактив қалдықтар көлемін азайту — жылдам реакторларда ұзақ өмір сүретін трансуран изотоптарын утилизациялау.
Осындай жобалар жеткілікті қаржыландырылған жағдайда, жаңа буын реакторлары 2050 жылға қарай өзінің техникалық ресурсы таусылып, пайдаланудан шығарылатын қолданыстағы АЭС ескірген паркін алмастыра алады.
Алайда жаңа буын реакторлары да радиоактивті қалдықтардың қалыптасуы мен ПЯО мәселесін толық шешпейді. Қалдықтардың ең төменгі деңгейіне тек термоядролық энергетика арқылы қол жеткізуге болады.
Атом және термоядро энергетикасының негізгі айырмашылығы — атом энергетикасы ауыр ядролардың (уранның) бөлінуіне негізделсе, термоядролық энергетика жеңіл ядролардың (сутегінің) бірігуіне сүйенеді. Осының өзі Күн жағдайына ұқсас аса жоғары температура мен қысымды талап етеді. Сөйте тұра, басқарылатын термоядролық синтез «жаппай қолдану үшін әлі 30 жыл керек технология» деген ескі әзіл бар. Бұл әзілді ХХ ғасырдың ортасында да айтқан, қазір де айтып келеді. Дегенмен барлық қиындыққа, қатерлерге қарамастан, бүгінгі таңда біз бұл идеяны іске асыруға бұрынғыдан әлдеқайда жақынбыз.
Әлемнің жетекші ғылыми орталықтары жыл сайын түрлі қондырғыда (токамактар, стеллараторлар, лазерлер) плазманы ұстап тұру уақыты, өндірілген энергия көлемі, ең жоғары температура және басқа да индикаторлар бойынша жаңа рекордтарға қол жеткізуде. Әлбетте, мұндай жетістіктер қолданбалы термоядролық синтезді бір қадам жақындата түседі.
Бұдан бөлек, қазір әлемдегі ең ірі токамак — Халықаралық эксперименттік термоядролық реактор (ITER) салынып жатыр, ал ол жобаға 30-дан астам ел, соның ішінде Қазақстан да қатысады.
ITER жобасының негізгі мақсаты — жұмсалған энергиядан 10 есе көп энергия өндіру. Қазіргі жоспарға сәйкес алғашқы тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар 2034 жылы басталып, ол бойынша басқарылатын термоядролық синтездің өміршеңдігі көрсетілуге тиіс.
Marvel комикстеріндегі қаһарман «Темір адамның» термоядролық синтезі адамзатқа қаншалықты тартымды көрінгенімен, ең алдымен плазманың тұрақсыздығы, материалдардың радиация мен жоғары температураға төзімділігі, сондай-ақ термоядролық реакцияларды отынмен тұрақты қамтамасыз ету секілді күрделі технологиялық мәселелерді шешу қажет.
Әлем ғалымдары мен саясаткерлері бірлесе отырып, қазір осы міндеттерді шешуде. Мәселен, 2025 жылдың қазан айында МАГАТЭ жанындағы Термоядролық энергия жөніндегі дүниежүзілік топтың министрлер деңгейіндегі екінші отырысы өтті. Жиында МАГАТЭ бас директоры Рафаэль Мариано Гросси «Әлемдегі термоядролық синтез: 2025 жылға шолу» атты баяндамасын ұсынып, онда термоядролық энергияны енгізу жаңа деңгейге шыққанын, оның ұлттық энергетикалық стратегиялар мен өнеркәсіптік даму жоспарларының іргелі элементіне айналып келе жатқанын атап өтті.
Қалыптасқан оң динамиканы ескерсек, болашақта термоядролық реакторлар энергия теңгерімінің бір бөлігіне айналып, радиоактив қалдықтар шығару барынша азаятын, таза энергия өндірілетін кезеңді елестету қиын емес.
Жаһандық трендтерге назар аударсақ, Қазақстанның атом саласы да трансформация кезеңін бастан кешіріп жатқанын байқаймыз: елдегі алғашқы АЭС құрылысы бойынша жұмыс басталды, мемлекеттік атом саясатын институционалдық тұрғыда қамтамасыз ету үшін Атом энергиясы жөніндегі агенттік құрылды, 2050 жылға дейінгі даму стратегиясы әзірленуде. Сонымен қатар, CERN және ITER секілді мегасайенс-жобаларға қатысу арқылы Қазақстан іргелі және қолданбалы ғылым мәселесіндегі өзінің құзыреттерін нығайтып жатыр, ал бұл дегеніңіз ұзақмерзімді ғылыми-технологиялық саясаттың маңызды құрамдас бөлігі саналады.
Атом индустриясының дамуы экономикалық стратегия ғана емес, сонымен қатар атом энергиясы мен термоядролық технологиялар жаһандық энергетикалық архитектураның өзекті элементіне айналатын болашақ әлемдегі Қазақстанның орнын айқындайтын ұлттық жоба ретінде де қалыптасып келеді.
