Газета Завтра 905 (12 2011)

Таким образом, по факту сегодня с уверенностью можно утверждать, что промышленного освоения БР, как во всём мире, так и у нас в стране, не будет. И совсем не по причине уникальности, дороговизне и многочисленных трудностей, возникающих в процессе создания и эксплуатации.

На сегодняшний день гораздо более проработанной является технология, использующая не цепные реакции, а ускорители заряженных частиц для вынужденного деления любых ядер группы актиноидов. Эту технологию мы называем ядерно-релятивистской (ЯРТ). В ней используются нейтроны гораздо более широкого спектра (до Гэв-ного диапазона), чем в современных реакторах. Важнейшим достоинством ЯРТ является то, что, в отличие от бридерных технологий, сразу после создания головного реактора можно приступить к их неограниченному ничем тиражированию. Данное направление развития ядерной энергетики сегодня негласно стало основным во всех развитых странах. Предпосылки для ЯРТ энергетики разрабатывались уже давно.

Георгий Иванович Марчук в книге "Численные методы расчетов ядерных реакторов" (М.: Атомиздат, 1958) предложил технологию создания глубоко подкритического реактора (с коэффициентом размножения нейтронов в активной зоне реактора в диапазоне 0.4-0.7) и сделал вывод, что только в таком реакторе можно реализовать делительные процессы со спектром нейтронов, "задаваемым" не самой реакторной сборкой (т.е. делительным спектром при критичности сборки близкой к 1,00), а определяемым внешним источником нейтронов.

Ещё раньше, в конце 40-х годов, Филипп Моррисон, соратник Энрико Ферми, обратил внимание на необходимость рассмотрения процессов "вынужденного деления" ядер урана высокоэнергетическими нейтронами. Он говорил о необходимости рассмотрения процессов "вынужденного деления" ядер урана высокоэнергетическими нейтронами. Процитируем: "Наиболее замечательным свойством кривой распределения осколков деления по массам … является закономерное изменение формы кривой с ростом энергии бомбардирующих частиц. По мере того, как возбуждение все больше увеличивается над порогом деления, усиливается тенденция к симметричному делению… Деление урана под действием медленных нейтронов никогда не бывает симметричным; при энергиях в окрестности 100 МэВ симметричное деление оказывается наиболее вероятным. Непосредственные измерения ионизации осколков подтверждают наблюдения над массами. Любые эффекты, приводящие к асимметричному делению, становятся все более несущественными по мере того, как увеличивается энергия возбуждения капли. Однако, по-видимому, нельзя утверждать, что полная энергия продуктов деления при асимметричном делении больше, чем при симметричном делении; скорее имеет место обратное".

Для энергий нейтронов, меньших 100 МэВ, спектр деления оказывается средним между симметричным и двугорбым. Кроме того, осколки являются короткоживущими. В наших экспериментах, выполненных в Дубне в 1998 году (при содействии Александра Михайловича Балдина) и в 2004 году в Протвино было показано, что спектр осколков деления состоит из короткоживущих осколков. Сборка из модельного рабочего тела свинца весом около 7 тонн (1х0,8х0,8 м3), облучалась в Протвино пучком протонов с энергией от 10 до 20 ГэВ. в течение 12 часов и активность на её поверхности достигла 8 рентген в час. Сборка высветилась до фонового уровня за 12 суток. Факт деления свинца (порог деления свинца около 25 МэВ) подтверждается, во-первых, тем, что выделение энергии в сборке превысило величину энергии, подведённую с пучком протонов и, во вторых, тем, что в спектре нейтронов в подобных эксперимен-тах, выполненных в ЦЕРНе в 2004 году, кроме каскадных нейтронов был зафиксирован спектр нейтронов деления.

Первые эксперименты по облучению больших блоков урана-238 протонами выполнил Гольданский в 70-х годах с целью изучения возможности наработки плутония. Тогда же были определены и коэффициенты усиления мощности протонного пучка в урановой сборке. К сожалению, в те годы он смог использовать только протоны с энергией 200 и 600 МэВ, для которых большая доля энергии идёт на ионизационные потери.

Весьма важным является то, что разработка основных вопросов ЯРТ энергетики может быть проведена практически без привлечения государственных средств, поскольку все приложения ЯР технологий могут изучаться в одних экспериментах. Так нашей группой в рамках контракта с США по созданию мобильной системы инспекции несанкционированной транспортировки ядерных материалов и боевых систем на базе ЯРТ в 2009 году проведено облучение большой мишени из урана-238 релятивистскими протонами. Нужен просто государственный статус этих работ для того, чтобы можно было проводить работы с широким кругом заинтересованных стран.