Созданная в рамках проекта «Прорыв» учебно-экспериментальная база позволяет готовить специалистов для роботизированных производств атомной энергетики, как в виде ДПО для сотрудников отрасли, так и трансляцию в программы обучения партнёрских вузов.
Об этом рассказал главный технолог – руководитель направления АО «Прорыв» (входит в Госкорпорацию «Росатом») Андрей Никулин на прошедшем в Ларнаке (Кипр) Международном семинаре МАГАТЭ по трёхстороннему взаимодействию промышленности, вузов и правительств в целях наращивания потенциала в области ядерного образования и подготовки кадров.
Представитель «Росатома» представил доклад о реализуемом в России инновационном проекте «Прорыв», в ходе которого сооружается атомный энергокомплекс с технологическими решениями IV поколения: реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 и производствами по замыканию ядерного топливного цикла. В докладе также отмечены возможные схемы реализации амбициозного проекта с точки зрения обеспечения требуемым персоналом, а также показаны практические шаги годы по вовлечению вузов РФ в задачи проекта, выполненные за 2023 – 2024 годы АО «Прорыв», как центром научно-технической поддержки проекта «Прорыв.
Открытая в Университете «Сириус» Учебно-экспериментальная база (УЭБ) проектного направления «Прорыв» оснащена уникальным отечественным робототехническим оборудованием (полномасштабными макетами), которое будет установлено на производствах ядерного топливного цикла сооружаемого и будущих промышленных энергокомплексов (ПЭК).
«На протяжении непрерывной 80-летней истории развития российской ядерной энергетики “Росатом” не только сохраняет производственный и интеллектуальный потенциал отрасли, но и усиливает свой авторитет в мире. Этот факт подтверждает огромный интерес, который проявили участники семинара к докладу о проекте «Прорыв» и программе по опережающей подготовке кадров для атомной энергетики с расширенными знаниями о робототехнике во всех аспектах применения в атомной отрасли, продвинутыми IT и системными компетенциями в контексте непременного развития культуры безопасности. В рамках общей дискуссии по докладу, а также в частном общении, зарубежные коллеги, представители национальных университетов и отраслевых центров, выразили заинтересованность в более детальном ознакомлении с платформой взаимодействия атомной промышленности с ведущими вузами и реализации образовательных программ на базе площадки ПН «Прорыв» в Университете «Сириус»», – подчеркнул Андрей Никулин.
Сейчас на УЭБ проходят учебные и производственные практики студенты магистратуры по направлениям «Математическая робототехника и искусственный интеллект», «Искусственный интеллект и математическое моделирование в промышленности» и внедряются программы сетевого обучения, дополнительно позволяя привлекать студентов партнёрских ведущих вузов страны. Также совместно с Технической академией Росатома уже реализуются четыре программы дополнительного профессионального образования инженерных кадров для предприятий атомной отрасли и других сфер экономики по направлениям инженер-механик, оператор, программист, электронщик робототехнических комплексов.
Участие в семинаре приняли представители России, Азербайджана, Армении, Казахстана, Таджикистана, Узбекистана, Албании, Болгарии, Кипра, Польши, Португалии, Сербии, Черногории, а также эксперты МАГАТЭ.
Для справки:
МАГАТЭ проводит Региональный семинар по сотрудничеству промышленности, научных кругов и правительства в рамках проекта технической помощи RER0049 «Укрепление потенциала образовательных учреждений в области устойчивого использования ядерных технологий». Мероприятие проводится с целью обсуждения и обмена опытом по различным стратегиям и подходам в области подготовки и профессионального развития кадрового потенциала организаций атомной индустрии. Открывает широкие возможности для развития сотрудничества между странами, имеющими высокоразвитые образовательные программы, и странами, нуждающимися в дальнейшей помощи для оптимизации и совершенствования своих образовательных программ.
Проект «Прорыв» – один из главных инновационных проектов в мировой атомной энергетике, реализуемый госкорпорацией «Росатом» в России. Он предусматривает создание новой технологической платформы атомной отрасли на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Такая технология позволит исключить тяжелые аварии на АЭС, исключить эвакуацию и отселение населения при возникновении аварий на энергоблоке, вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива и многократно повторно использовать отработавшее ядерное топливо, что снимет проблему ограниченности ресурсной базы атомной энергетики. Первый атомный объект поколения IV строится в Северске (Томская область): опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК) состоит из реактора БРЕСТ-ОД‑300 и модулей фабрикациисмешанного нитридного уран-плутониевого ядерного топлива и переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).
Россия нацелена на формирование технологического лидерства в целом ряде отраслей науки и техники. Крупнейшие отечественные госкорпорации продолжают расширять спектр решений по поддержке научных и инженерных коллективов, раскрытию потенциала молодых ученых и студентов. «Росатом» и его предприятия участвуют в создании базовых кафедр в российских вузах, реализации стипендиальных программ поддержки, крупных образовательных проектов, организации практики и стажировки для студентов с последующим их трудоустройством.
Никулин Андрей Сергеевич (24.02.1977) – главный технолог – руководитель направления МП и РАО, АО «Прорыв». В 1999 г. окончил специалитет кафедры «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов» Уральского государственного технического университета; в 2007 г. получил дополнительное образование в Московском инженерно-физическом институте (ГУ) по программе «Экономика и управление на предприятии»; в 2024 году закончил программу профессиональной переподготовки в Московской школе управления «Сколково» по программе «Master in public strategy».
Трудовую деятельность начал в 1999 г. во ФГУП «ПО «Маяк». Отработав более 7 лет на основном производстве, занимался проектной и конструкторской деятельностью в ведущих отраслевых организациях АО «СвердНИИхиммаш» и АО «НИКИЭТ», реализуя такие пилотные проекты, как создание опытно-демонстрационного центра по переработке ОЯТ ВВЭР-1000, вывод из эксплуатации ПУГР АДЭ-1, 2 ЭИ-2, разработка обликового проекта ОДЭК. Начиная с 2013 года трудится в проектном направлении «Прорыв», реализуя накопленный производственный и проектно-конструкторский опыт при научно-техническом сопровождении создания объектов ядерного топливного цикла. Начиная с 2017 года дополнительно реализует задачи обоснования надёжности и безопасности объектов ядерного топливного цикла. Более 7 публикаций в рецензируемых изданиях. Участник международных семинаров и конференций МАГАТЭ в области безопасности объектов ЯТЦ.
Успешно пройдя ежегодную процедуру подтверждения, компания сохранила право на получение налоговых и кадровых льгот.
АО «Прорыв» (входит в госкорпорацию «Росатом») разрабатывает цифровые технологии для обеспечения безопасности, сокращения сроков и повышения качества реализации уникального проекта «Прорыв», существенно меняющего подходы к атомной энергетике в России и мире. Среди ключевых продуктов компании – цифровые двойники и программные модули для оценки рисков системы управления жизненным циклом существующих и создаваемых объектов атомной энергетики, в том числе строящегося в городе Северск Томской области инновационного атомного энергокомплекса IV поколения.
«ИТ-аккредитация даёт широкие возможности работы на рынке ИТ-услуг и создания собственных ПО продуктов для отечественной промышленности. К мерам поддержки ИТ-организаций относятся пониженный тариф страховых взносов, кредитование под 3-5 %, возможность участия в программах грантов и субсидий, предоставление отсрочки от призыва на военную службу для сотрудников организаций и ряд других преференций», – отметила руководитель по цифровизации АО «Прорыв» Анастасия Сиполс.
Подтверждение аккредитации в Министерстве цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации также свидетельствует о значимости компании для государства, является дополнительной гарантией стабильности для сотрудников и открывает большие перспективы для профессионального и карьерного роста.
Для справки:
Проект «Прорыв» – один из главных инновационных проектов в мировой атомной энергетике, реализуемый в России. Он предусматривает создание новой технологической платформы атомной отрасли на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Такая технология позволит исключить тяжелые аварии на АЭС, исключить эвакуацию и отселение населения при возникновении аварий на энергоблоке, вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива и многократно повторно использовать отработавшее ядерное топливо, что снимет проблему ограниченности ресурсной базы атомной энергетики.
С 2020 года в России поэтапно был введен ряд мер по поддержке ИТ-отрасли, для их получения необходимо получить и ежегодно подтверждать аккредитацию в Министерстве цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.
Крупные российские компании уделяют большое внимание развитию цифровой экономики, необходимой ИТ-инфраструктуры, привлечению молодых специалистов в этой области. Созданные условия для появления и ускоренного внедрения современных технологий позволят создавать российское ПО в рамках программ достижения технологического суверенитета в цифровой сфере. «Росатом» и его предприятия принимают активное участие в этой работе.
За выдающийся вклад в развитие проекта «Прорыв» и инновационной программы по созданию замкнутого ядерного топливного цикла на площадке Сибирского химического комбината (АО «СХК», входит в Топливный дивизион госкорпорации «Росатом») научный руководитель Проектного направления «Прорыв» Евгений Адамов удостоен звания «Почетный гражданин ЗАТО Северск».
Под его руководством разработана и реализована концепция опытно-демонстрационного энергокомплекса с реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300, который обеспечивает новый уровень безопасности и эффективности атомной энергетики. Благодаря участию Евгения Олеговича в Северске созданы уникальные производственные мощности для изготовления плотного топлива, не имеющие аналогов в России и мире.
Высокий авторитет Евгения Адамова способствовал установлению тесных связей между предприятиями СХК и образовательными учреждениями Томска и Северска, которые обеспечивают подготовку высококвалифицированных специалистов, необходимых для эксплуатации будущих энергокомплексов нового поколения.
Вместе с работниками СХК, предприятий и организаций «Росатома», научных институтов, строительных компаний Евгений Адамов создает будущее Северска. Город становится лидером в области новейших атомных технологий, обеспечивая долгосрочную экономическую стабильность региона. Награда была вручена Евгению Адамову на главной площади Северска в День города и в атмосфере празднования 80-летия атомной отрасли России. В этот торжественный момент дерзновенная мечта атомщиков о создании энергетики будущего обретает еще больше силы и вдохновения.
26 июня состоялось выездное заседание Общественного совета госкорпорации «Росатом» в ЗАТО Северск Томской области (город расположения АО «Сибирский химический комбинат», предприятие Топливного дивизиона «Росатома»). Мероприятие возглавил первый заместитель генерального директора по развитию новых продуктов атомной энергетики «Росатома», заместитель председателя Совета Александр Локшин. В заседании приняли участие руководители направлений проектного офиса «Прорыв», а также эксперты по вопросам радиационной безопасности, развитию атомной энергетики и представители других экспертных сообществ.
Заседание общественного совета
В ходе заседания рассмотрены вопросы радиологической безопасности технологий переработки топлива и внедрения новых реакторных решений, применяемых в рамках проекта «Прорыв». С соответствующим докладом выступил начальник отдела Главного радиоэколога проектного направления «Прорыв» Владимир Соломатин. Участники обсуждения отметили, что переход на замкнутый ядерно-топливный цикл с использованием реакторов на быстрых нейтронах способен значительно снизить радиотоксичность и длительность хранения радиоактивных отходов.
Начальник управления проектами жизненного цикла АЭС госкорпорации «Росатом» Марина Киселева представила Генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2042 года, предусматривающую строительство 38 атомных энергоблоков суммарной мощностью 29 ГВт, что означает практически удвоить мощность, существующую на данный момент. Отмечено, что сооружение атомных электростанций — это всегда комплексная задача, включающая не только возведение самих энергоблоков, но и развитие инфраструктуры регионов: строительство дорог, инженерных коммуникаций, социальных объектов. В свою очередь, это даст дополнительный импульс социально-экономическому развитию территорий, где подобные объекты будут построены. Особое внимание уделено обеспечению высокого уровня безопасности и открытости для экспертного сообщества.
Общественный совет также принял участие в обсуждении развития перспективных ядерных технологий в Российской Федерации на круглом столе Комитета Государственной Думы по энергетике, состоявшемся в Томске. Кроме того, в рамках подготовки выездного заседания были организованы три технических тура. Делегация увидела промежуточные результаты строительства экотехнопарка по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов I и II классов опасности «Западная Сибирь»; проходящий модернизацию завод по разделению изотопов (является частью производственного ядра АО «СХК») и опытный демонстрационный энергокомплекс, сооружаемый в рамках проекта «Прорыв».
«Участники Общественного совета сегодня смогли увидеть как реализуется первый в мире проект, который должен продемонстрировать модель атомной энергетики будущего и убедиться в том, что этот проект имеет огромное стратегическое значение для энергетики не только нашей страны, но и всего мира», — отметил Александр Локшин.
«Общественный совет “Росатома” восемь лет знаком с площадкой в Северске — например, мы принимали участие в общественных обсуждениях по размещению и сооружению реактора БРЕСТ, модуля фабрикации и рефабрикации. Сегодня мы, наконец, увидели, как проект воплощается в реальность. Именно возможность увидеть этот уникальный объект собственными глазами оставляет самое большое впечатление. Надеюсь посетить Северск и в те дни, когда будет смонтирована реакторная установка, и когда весь комплекс проекта “Прорыв” начнёт работу в полном объёме», – рассказала заместитель генерального директора Неправительственного экологического фонда имени В. И. Вернадского, член Общественного совета «Росатома» Татьяна Евсеенкова.
Для справки:
Общественный совет госкорпорации «Росатом» является постоянно действующим экспертным коллегиальным органом, обеспечивающим взаимодействие с общественными объединениями, гражданами Российской Федерации, органами местного самоуправления, профессиональными ассоциациями в целях выработки рекомендаций для принятия решений в области использования атомной энергии и развития атомной энергетики. Общественный совет обеспечивает организацию эффективного взаимодействия между госкорпорацией и общественностью с целью выработки указанных выше рекомендаций, содействие обмену мнениями по вопросам развития атомной отрасли, охраны окружающей среды, ядерной и радиационной безопасности, социально-экономического развития территорий расположения объектов отрасли.
Реализуемый госкорпорацией «Росатом» проект «Прорыв» нацелен на достижение нового качества ядерной энергетики, разработку, создание и промышленную реализацию замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) на базе реакторов на быстрых нейтронах. Проект реализуется ведущими российскими учеными при участии целого ряда отраслевых институтов (ФЭИ им. А.И. Лейпунского, АО «НИКИЭТ», АО «ОКБМ Африкантов» и др.). В рамках «Прорыва» планируется создать ядерно-энергетический комплекс, включающий в себя АЭС; производство по регенерации (переработке) и рефабрикации ядерного топлива. Опытно-демонстрационный энергетический комплекс (ОДЭК) возводится на территории СХК (г. Северск, Томская обл.). В его состав войдет энергоблок с реактором БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем и пристанционный завод, включающий в себя модуль переработки (МП) облученного смешанного уран-плутониевого (нитридного) топлива и модуль фабрикации/рефабрикации (МФР) для изготовления стартовых твэлов из привозных материалов (а впоследствии – твэлов из переработанного облученного ядерного топлива). Комплекс должен продемонстрировать устойчивую работу объектов, обеспечивающих замыкание ЯТЦ. Проект «Прорыв» относится к IV поколению ядерных энергетических систем (согласно классификации МАГАТЭ, это предполагает применение различных технологий, которые объединены общим результатом – более высокой эффективностью использования топлива, увеличенной безопасностью, энергоэффективностью, сокращением отработавшего ядерного топлива и т.д.). Ядерные энергетические системы IV поколения способны кардинально изменить атомную энергетику, прежде всего за счет нового уровня безопасности и существенного сокращения радиоактивных отходов. Россия является одним из лидеров в разработке технологий IV поколения, в том числе за счет значительного опыта эксплуатации быстрых реакторов на Белоярской АЭС.
Доля атомной генерации в России в ближайшие годы будет активно расти вслед за повышением спроса на электроэнергию, который по итогам 2024 года вырос на 3,1%, до 1,192 трлн кВт•ч, а к 2050 году взлетит более чем на 42% по отношению к 2023 году.
Роль атомной энергетики в России усиливается с каждым годом. Развитие новых технологий в этом секторе позволяет не только удовлетворить растущий спрос на электроэнергию, но и решить две ключевые проблемы: обеспечения ядерной генерации сырьем и последующей утилизации отработавшего топлива. В первую очередь речь идет о переходе к развитию ядерных энергетических систем IV поколения с замкнутым топливным циклом. Кроме технологического лидерства на мировой арене реализация проектов в атомной отрасли создаст стимул для развития экономики российских регионов, таких как Дальний Восток.
Доля атомной генерации в России в ближайшие годы будет активно расти вслед за повышением спроса на электроэнергию, который по итогам 2024 года вырос на 3,1%, до 1,192 трлн кВт•ч, а к 2050 году взлетит более чем на 42% по отношению к 2023 году. В 2024 году российские электростанции произвели 1,2 трлн кВт•ч, что на 2,4% больше результата 2023 года. И 18% от общей национальной выработки электроэнергии покрывали АЭС (на прошлый год их установленная мощность составила 28,6 ГВт). На горизонте до 2030 года, согласно целевому сценарию утвержденной правительством Энергостратегии до 2050 года, в России будет производиться 1,33 трлн кВт•ч, а к 2050 году – 1,64 трлн кВт•ч, в том числе за счет ввода новых атомных станций. Участие АЭС в российском энергобалансе будет стабильно расти, и к 2045 году, по расчетам правительства, доля ядерной генерации должна достичь 25%.
Как следует из Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2042 года, планируется строительство 38 новых энергоблоков суммарной мощностью порядка 29 ГВт, включая проекты атомных станций малой мощности вне централизованных энергосистем. Основная часть новых мощностей будет расположена в Центральной России, на северо-западе, в Сибири и на Дальнем Востоке. В ближайшие четыре года основным направлением развития атомных электростанций является строительство энергоблоков с реакторами нового типа ВВЭР-ТОИ и ВВЭР-1200 для замены энергоблоков серии РБМК-1000 на Курской и Ленинградской АЭС, а также строительство инновационного энергоблока БРЕСТ-ОД-300 на площадке опытно-демонстрационного энергетического комплекса в городе Северске. На горизонте до 2042 года планируется также вывод из эксплуатации ряда блоков серий РБМК, ВВЭР, ЭГП и БН мощностью 10 ГВт по истечении установленных сроков службы.
Рабочий на заводе по производству ядерного топлива Фото: Андрей Соломонов / РИА Новости
Энергия для всех
Одной из важных задач атомной энергетики станет покрытие прогнозируемого дефицита мощности как в ближайшей, так и в отдаленной перспективе, а также обеспечение электроэнергией труднодоступных регионов, где невозможно строительство других видов генерации. В первую очередь речь идет о Сибири и Дальнем Востоке. “Атомная энергия – это самая чистая энергия. Это, безусловно, безопасная энергия, исходя из того количества атомных электростанций, которые Россия построила по всему миру. И с учетом перспектив развития экономики краткосрочно, мы уже видим в ДФО энергодефицит в 3 ГВт до 2030 года, до 2050-го он вырастает практически до 15-19 ГВт. Я не вижу другого разумного способа, кроме как АЭС и гидроэлектростанции, чтобы системно закрыть и покрыть этот энергодефицит, как базовая энергогенерирующая мощность”,– заявлял глава Минвостокразвития Алексей Чекунков.
Согласно генсхеме, на Дальнем Востоке предложено разместить две АЭС большой мощности – в районе села Эворон в Хабаровском крае и в районе Фокино в Приморье. При этом по меркам атомного сектора построены они будут довольны оперативно: два энергоблока Приморской АЭС должны быть введены в эксплуатацию в 2033- 2035 году, два энергоблока Хабаровской АЭС – в 2041-2042 годах. Площадка для строительства атомной электростанции в Приморском крае выбрана, окончательное утверждение проекта правительством ожидается после обсуждений и общественных слушаний, сообщал глава Минэнерго России Сергей Цивилев по итогам совещания по развитию энергетической мощности Дальнего Востока.
Малый формат для больших целей
В вопросе обеспечения энергией дефицитных и отдаленных регионов России все более значимую роль в обеспечении атомной энергией будут играть реакторы малой мощности – до 300 МВт, которые могут компоноваться в зависимости от потребности в генерации. Суммарная мощность таких комплексов может превышать 1 ГВт, что соразмерно параметрам атомного блока большой мощности.
Один из таких примеров – двухконтурная установка с интегрированным водо-водяным реактором поколения III+ КЛТ-40 С, разработанная в нижегородском опытном конструкторском бюро им. И. И. Африкантова. Изначально реакторы подобного типа размещались на атомных ледоколах и за много лет доказали свою эффективность. Две более современные установки с 2020 года применяются на единственной в мире плавучей и самой северной атомной теплоэлектростанции в мире “Академик Ломоносов” (ПАТЭС) мощностью 70 МВт. Она базируется в городе Певеке и обеспечивает снабжение энергодефицитного района Чукотки. Станция поставляет электроэнергию в систему изолированного Чаун-Билибинского энергоузла, от которого зависит обеспечение 40% всей территории региона. На ПАТЭС уже приходится более двух третей в атомной генерации этой системы. А в ближайшее время мощности плавучей станции заменят поставки с Билибинской АЭС после ее останова в конце 2025 года. В перспективе в регионе появится еще две АЭС. Это мобильные плавучие энергоблоки (МПЭБ) у мыса Наглейнын и атомная станция малой мощности (АСММ) на золоторудном месторождении “Совиное”.
Первый из четырех блоков типа РИТМ 200С в муниципальном округе Певек начнут размещать в 2028 году, а запустить установку на полную мощность должны в 2030-м. Суммарная электрическая мощность комплекса составит 318 МВт. К монтажу АСММ на территории муниципального округа Эгвекинот планируют приступить в 2031 году. Мощность энергоблока “Шельф-М” составит 10 МВт. Кроме того, первая в мире наземная АСММ будет запущена в 2031 году в Республике Саха (Якутия). На станцию будет установлен измененный для наземного использования ледокольный реактор РИТМ-200 в конфигурации РИТМ-200Н, оснащенный комбинацией активных и пассивных систем безопасности. Она будет снабжать горнодобывающий кластер в Усть-Янском районе, формирующийся вокруг Кючусского золоторудного месторождения. Изначально планировалось, что станция будет включать только один энергоблок на 50 МВт с вводом в 2028 году, но затем было принято решение скомпоновать ее двумя реакторами, что отодвинуло срок ее сдачи в эксплуатацию на 2031-й. Решение об увеличении мощности АСММ связано с перспективами освоения других запасов полезных ископаемых, в том числе месторождений олова “”Депутатское”, “Тирехтях” и “Одинокое”), серебра и редкоземельных металлов в регионе. В перспективе подобные атомные реакторы появятся и в других регионах России с децентрализованным энергоснабжением для поставок на труднодоступные территории. В первую очередь АСММ востребованы в Сибири, на Дальнем Востоке и Крайнем Севере.
В марте машиностроительный дивизион госкорпорации “Росатом” и правительство Приморского края подписали соглашение об оценке возможности размещения плавучих атомных энергоблоков в Приморье.
От сложного к еще более сложному
Активное развитие атомной энергетики невозможно без применения новых подходов, так как наращивание ядерной генерации требует увеличения добычи уранового сырья, запасы которого не бесконечны, а также ставит вопрос последующего обращения с отработавшим топливом. Поэтому вместо масштабирования уже имеющихся решений Россия готовится перейти на новую ступень развития и решить сразу ряд краеугольных проблем в сфере ядерной энергетики за счет перехода на замкнутый ядерный топливный цикл на базе реакторов на быстрых нейтронах. Сейчас “Росатом” ведет разработку сразу нескольких инновационных технологий получения ядерной энергии, позволяющих снизить потребление природных ресурсов и снизить влияние на экологию.
Одно из них – реализация уникального проекта “Прорыв”. В его рамках на площадке Сибирского химического комбината (АО СХК, предприятие топливного дивизиона “Росатома”) в Томской области создается опытнодемонстрационный энергетический комплекс. Он позволит отработать все необходимые технологии, продемонстрировать замыкание ядерного топливного цикла и продвинуться в построении атомной энергетики IV поколения. Такая классификация предполагает не просто применение инновационных технологий при строительстве отдельно взятой АЭС, а комплексный подход, который включает не только производство энергии, но и переработку отработавшего ядерного топлива и накопленных отходов.
Пока в полной мере такие системы нигде в мире реализованы не были. Россия может стать первопроходцем в этой области и к 2030 году обладать референтной технологией замкнутого топливного цикла в двухкомпонентной ядерной энергетике, благодаря чему можно будет значительно сократить добычу урана и объем захоронения высокоактивных отходов.
На данный момент основу национальной ядерной энергетики составляют тепловые реакторы, где деление ядра происходит под действием медленных нейтронов. В качестве топлива там используется обогащенный уран (уран-235 – единственный природный изотоп, способен эффективно делиться, взаимодействуя с нейтронами), содержание которого в природном сырье всего 0,7%. Остальное – уран-238, который сам по себе не делится. Необходимо его преобразование в искусственный изотоп плутоний-239. Сейчас основные запасы урана-238 в топливный цикл не вовлечены. Вторая проблема состоит в том, что отработавшее ядерное топливо сохраняет биологическую опасность еще около миллиона лет из-за содержащихся в нем высокоактивных трансурановых элементов (актинидов).
Быстрее, надежнее, безопаснее
Решить обе эти проблемы может применение реакторов на быстрых нейтронах (установки, в активной зоне которых нет замедлителей нейтронов). Они способны эффективно преобразовывать уран-238 в делящийся элемент – плутоний-239. Причем, за счет вовлечения урана-238, делящегося материала в извлекаемом из быстрого реактора топливе оказывается больше, чем было в загруженном изначально. Полученный плутоний можно снова использовать для производства смешанного нитридного уран-плутониевого ядерного топлива и повторно загрузить в АЭС. Таким образом, при замыкании ядерного топливного цикла искусственно нарабатываемый делящийся материал способен полностью покрывать потребности АЭС и требуется лишь подпитка системы за счет урана-238, который распространен в природе значительно больше, чем уран-235. Кроме того, в быстрых реакторах происходит интенсивный распад тех самых актинидов, за счет чего можно многократно снизить радиоактивность тех отходов, которые не подлежат переработке и должны быть захоронены.
Практические шаги к созданию в России замкнутого ядерного цикла были сделаны еще в 1980 году, когда на площадке Белоярской АЭС был запущен натриевый реактор на быстрых нейтронах БН-600. Его электрическая мощность составляет 600 МВт. Спустя 35 лет на этой же площадке начал работу энергоблок с реактором БН-800 (электрическая мощность – 880 МВт). Для него было разработано специальное МОКСтопливо (от англ. “Mixed-Oxide fuel”) с тем же принципом добавления плутония к обедненному урану. Опыты его применения в тепловых реакторах велись более 40 лет, а полноценное применение в реакторе БН-800 началось с 2022 года, когда установка полностью перешла на МОКС-топливо. А в середине 2024 года в установку были загружены тепловыделяющие сборки, в которые были добавлены минорные актиниды.
Новый вид топлива будет проходить опытно-промышленную эксплуатацию в течение трех микрокампаний (ориентировочно – полтора года). “Следующая микрокампания реактора БН-800 должна экспериментально подтвердить возможность утилизации минорных актинидов в промышленных масштабах. Возможность ликвидации минорных актинидов – преимущество реакторов на быстрых нейтронах, позволяющее снизить объемы радиоактивных отходов от всей инфраструктуры ядерного топливного цикла эксплуатации АЭС”,– отмечали в “Росатоме”.
Замыкая цикл
На новый уровень работу по полному замыканию топливного ядерного цикла должен вывести “Прорыв”. Сердцем проекта станет новый реактор на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. В нем, в отличие от предшественников, в качестве теплоносителя вместо натрия используется свинец, который гарантирует проекту повышенную безопасность за счет свойств этого металла. Так, температура кипения свинца +1745°C исключает аварии, вызванные кризисом теплообмена и быстрым разрушением тепловыделяющих элементов. Кроме того, свинец, в отличие от натрия, инертен при взаимодействии с воздухом и водой, что в случае нештатной ситуации исключает пожары и взрывы. Также опытно-демонстрационный энергокомплекс в Северске будет включать не имеющий аналогов модуль по переработке облученного ядерного топлива, куда будет поступать ОЯТ с реактора БРЕСТ, и модуль по производству (фабрикации/рефабрикации), где будут делаться новые сборки уран-плутониевого топлива. Загружаться БРЕСТ-ОД-300 будет смешанным нитридным уран-плутониевом (СНУП) топливом, в котором делящийся материал будет представлен в форме соединения азота (мононитрида), вместо стандартного диоксида урана.
Как пояснили в “Росатоме”, высокая плотность такого топлива позволяет делать реакторы более компактными. При этом в процессе эксплуатации реактора устанавливается равновесный изотопный состав, что обеспечивает минимальный запас реактивности на выгорание. Экспериментальные тепловыделяющие сборки со СНУП-топливом производства АО СХК с 2014 года проходят испытания в реакторе БН-600. В ходе исследований постепенно повышается глубина выгорания ядерного топлива, достижение целевых параметров по этому показателю будет способствовать обеспечению экономической эффективности эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах.
Реакторные и послереакторные испытания данных сборок в БН-600 позволят ученым испытать ядерное топливо до максимальных проектных параметров, изучить процессы, протекающие в ТВЭЛе, и завершить обоснование работоспособности. Подготовку к изготовлению СНУП-топлива для “Прорыва” “Росатом” начал в конце прошлого года, запустив в опытную эксплуатацию модуль фабрикации/рефабрикации. В его рамках созданы четыре технологические линии: карботермический синтез смешанных нитридов урана и плутония, изготовление топливных таблеток, производство тепловыделяющих элементов, а также сборка тепловыделяющих сборок.
Пока на производстве отрабатывается технология фабрикации тепловыделяющих сборок БРЕСТ-ОД-300 с топливной композицией на базе обедненного урана в соответствии с действующей лицензией Ростехнадзора от 29 марта 2024 года. После того как регулятор одобрит обращение с плутонием, Сибирский химкомбинат сможет приступить к полноценному производству СНУП-топлива. Для первой загрузки реактора планируется изготовить более 200 тепловыделяющих сборок.
Как сообщал гендиректор госкорпорации “Росатом” Алексей Лихачев, модуль переработки “Росатом” рассчитывает запустить до конца 2030 года, как только отработавшее ядерное топливо начнет нарабатываться. “2025 год будет напряженным. Мы вошли в режим опытной эксплуатации модуля фабрикации/рефабрикации, мы отработаем все технологические режимы, отработаем и покажем на этих установках все заложенные проектные показатели. И целевая задача в следующем году – перейти на уранплутониевое топливо”,– отмечал гендиректор Сибирского химического комбината Сергей Котов.
Помимо отработки технологии замыкания цикла на базе реакторов с быстрыми нейтронами “Росатом” применяет аналогичные решения и для более распространенных типов уже действующих АЭС. Так, в декабре 2024 года госкорпорация начала заключительный цикл опытно-промышленной эксплуатации еще одного вида двухкомпонентного уран-плутониевого топлива – РЕМИКС. Такое топливо – инновационная российская разработка специально для легководных тепловых реакторов серии ВВЭР, составляющих основу современной атомной энергетики. В отличие от уран-плутониевого топлива для “быстрых” реакторов (СНУП и МОКС) для РЕМИКС-топлива характерно более низкое содержание плутония (до 5%). Его можно внедрять без изменений в конструкции реактора и значительных дополнительных мер по обеспечению безопасности.
Испытания РЕМИКС-топлива начались в 2021 году, когда шесть кассет с тепловыделяющими элементами были загружены в реактор ВВЭР-1000 на первом блоке Балаковской АЭС в Саратовской области. С тех пор оно успешно прошло два 18-месячных цикла, а в декабре 2024 года начался третий, который завершится в 2026 году. “Замыкание ядерного топливного цикла – это действительно прорыв в сфере атомной энергетики, который решает две кардинальные проблемы – ядерных ресурсов и экологической безопасности”,– говорит декан факультета бизнес-информатики и управления комплексными системами НИЯУ МИФИ, доктор технических наук Александр Путилов.
“Как только вы начинаете замыкать ядерный топливный цикл с реакторами на быстрых нейтронах, то включаете в энергетический оборот уран-238, которого в природном сырье 99,3%. То есть на два порядка увеличивается объем ядерных энергоресурсов, которые к тому же не надо добывать, так как они уже давно добыты и лежат на складе. И при таком применении их хватит на тысячу лет. Второе – экологическое обеспечение за счет трансмутации наиболее токсичной части облученного ядерного топлива – минорных актинидов (например, америций). Как только вы начинаете включать реакторы на быстрых нейтронах, вы можете, выделив эти минорные актиниды, уничтожать их. А все остальные изотопы относительно быстро распадаются и не представляют такой серьезной угрозы”,– поясняет он.
В итоге сроки достижения радиационной эквивалентности по потенциальной индукции радиационно-обусловленных онкологических заболеваний исходного уранового сырья и ядерных отходов после трансмутации сокращаются до 150-300 лет. При этом, как отмечает начальник отдела стратегических исследований Курчатовского комплекса перспективной атомной энергетики НИЦ “Курчатовский институт” Станислав Субботин, остальные применяемые ядерные технологии не стоит списывать со счетов. “Технологии, используемые сейчас в ядерной энергетике, пока ориентированы на развитие на конкурентной основе. Это приводит к их преждевременному старению за счет перенапряжения некоторых параметров, таких как глубина выгорания ядерного топлива, коэффициент использования мощности, удельное выделение энергии, и, следовательно, невозможности эффективной работы в условиях замыкания ядерного топливного цикла”,– говорит он.
Но с учетом длительного срока эксплуатации АЭС в 60 и более лет в будущем будут работать установки с разными уровнями инновационности. И, указывает ученый, системная организация условий их работы, в отличие от конкурентной, может позволить согласовывать время ремонта оборудования, режимы маневрирования мощности в системе, организовывать управление нуклидным составом топлива за счет согласованных в рамках всей системы режимов облучения топлива в реакторах.
Новые возможности
В перспективе еще одним важным этапом проекта “Прорыв” и практической реализации идеи двухкомпонентной энергосистемы с использованием урана и плутония станет строительство на Белоярской АЭС пятого энергоблока с реактором БН-1200М. Он планируется как развитие линейки быстрых натриевых реакторов. От предыдущих проектов БН-1200М отличается улучшенными технико-экономическими показателями, характеристиками безопасности, увеличенным сроком топливной кампании, более высоким выгоранием топлива. При этом в нем может использоваться любое из двух возможных видов топлива – СНУП и МОКС.
Реализация намеченных целей по разработке и строительству новых АЭС как большой, так и малой мощности позволит “Росатому” к 2035 году стать обладателем полной линейки атомной генерации от 10 МВт в реакторе “Шельф-М” для АСММ до 1,2 тыс. МВт в новом поколении установок БН. Ни одна другая компания в мире не обладает референциями по всему диапазону мощности ядерной генерации.
Вечный двигатель возможен? Упрощенная схема двухкомпонентной ядерной энергетики.
Новые перспективы
Сейчас госкорпорация работает еще в одном направлении, связанном с замыканием ядерного топливного цикла и переработкой облученного ядерного топлива. Речь идет о создании жидкосолевых реакторов. Активную зону в них формирует гомогенная расплавленная смесь из фтористых солей легких металлов (лития, натрия и калия или лития и бериллия) и фторидов делящихся материалов (урана, плутония или тория). Такие реакторы также будут способны дожигать минорные актиниды. Как пояснял научный руководитель и главный технолог объединенного проекта по разработке базовых технологий переработки ОЯТ и обращения с РАО проектного направления “Прорыв” Андрей Шадрин, для создания топлива жидкосолевого реактора нужно решить две основные задачи.
“Во-первых, получение фторидов плутония, нептуния, америция и кюрия, выделенных из ОЯТ тепловых реакторов, для стартовой загрузки и последующих перегрузок и введение этих добавок в несущую соль. Во-вторых, переработка облученной топливной соли. Часть соли периодически выводится из реактора. После кратковременной выдержки из нее нужно извлечь коррозионные примеси и продукты деления, а поток не поделившихся актинидов вместе с несущей солью объединить со свежим, подпитывающим потоком актинидов. То есть разные задачи – фабрикация и переработка – сливаются в единый технологический процесс. В идеале процесс переработки соли и подпитки реактора свежим топливом должен быть непрерывным”,– пояснял он.
На данный момент предложено несколько технологических схем переработки облученной топливной соли, и в дальнейшем планируется провести технико-экономические исследования каждой из них. В частности, идут эксперименты по определению фундаментальных свойств фторидов актинидов и расплавов несущих солей, содержащих актиниды, эксперименты по обоснованию технической реализуемости предложенных схем. Пока процесс изучения находится на начальном этапе, но, подчеркивал ученый, есть уверенность в успешном решении технических проблем с учетом многолетнего опыта разработки ядерного топлива и технологий обращения с ОЯТ.
От конкуренции к объединению
Активное развитие новых ядерных технологий и их объединение в замкнутые цепочки, по мнению экспертов, будут способствовать не только решению вопроса энергодефицита, но и полноценного развития смежных отраслей и целых регионов, а также достижения технологического суверенитета. “Наша страна – один из лидеров развития атомной энергетики в мире, а в некоторых сегментах является единственным держателем технологий: атомные ледоколы, действующие плавучие АЭС, замыкание ЯТЦ и сбалансированный ЯТЦ. В России именно атом обладает наиболее выраженным энергетическим суверенитетом по сравнению с другими вариантами генерации энергии: уровень локализации технологий и оборудования составляет 98%”,– подчеркивает эксперт аналитического центра консалтинговой компании “Яков и партнеры” Анна Волкова.
Эксперты подчеркивают, что Россия обладает как обширной промышленной, так и научной базой: здесь работает свыше 250 предприятий атомной отрасли и около 360 тыс. специалистов. При этом атомные проекты создают высокотехнологичные рабочие места и экспортные компетенции, являются точкой долгосрочных международных и научных отношений с зарубежными партнерами. Сейчас атомная энергетика рассматривается не только как источник электроэнергии, но и как индустриальный драйвер: она тянет за собой отечественные машиностроение, электронику, цифровизацию и химию материалов, а также высокотехнологичный и капиталоемкий экспорт.
Профессор Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ Михаил Аким отмечает, что атомная отрасль является технологическим флагманом российской экономики благодаря приумножению компетенций, а также сохранению инженерного и научного потенциала. “Прежде всего атомная энергия обеспечивает надежные поставки электроэнергии, критически важные для таких отраслей, как металлургия, химическая промышленность, обрабатывающие производства. Но также АЭС создают долгосрочный эффект развития регионов, высокооплачиваемые рабочие места для людей из разных областей и с разным образованием. Поэтому реализация программы атомной энергетики представляет собой долгосрочную инвестицию в региональный человеческий капитал, которая включает развитие образовательных и научных компетенций. А инвестиции в капиталоемкие проекты, как правило, создают мультипликационный эффект для других отраслей и секторов экономики”,– говорит он.
Помимо этого, отмечает эксперт, на протяжении всего цикла строительства и эксплуатации создаются сложные цепочки поставок в области строительства, консультационных услуг, производства оборудования, компонентов и расходных материалов. Особое влияние строительство АЭС имеет на модернизацию сетевого комплекса и инфраструктуры в целом. Интеграция гигаваттного генерирующего объекта требует детального аудита и модернизации электрических сетей, что, безусловно, повышает их надежность и создает дополнительную инвестиционную привлекательность региона, говорит Михаил Аким.
Согласно исследованию европейской ядерной промышленности, проведенному Deloitte, каждый гигаватт установленной ядерной мощности генерирует €9,3 млрд ежегодных инвестиций в ядерную промышленность и смежные секторы экономики и обеспечивает постоянную и региональную занятость почти 10 тыс. человек. По словам эксперта, атомная отрасль эволюционирует от поставщика электроэнергии к системному интегратору устойчивого развития. “В современных условиях без атомной энергетики невозможна диверсификация энергобаланса для достижения углеродной нейтральности. Кроме того, эта отрасль стимулирует прорывы в материаловедении, медицине и энергетическом машиностроении. Например, производство радиоизотопов для диагностики и лечения рака стало дополнительным продуктом атомных технологий”,– подчеркивает господин Аким.
Эксперты подчеркивают, что сооружение АЭС, без сомнения, является капиталоемким и при этом технологически сложным процессом. Существует ряд оценок влияния инвестиций в атомную энергетику на ВВП как вендоров, так и международных институтов, как, например, МВФ. Как правило, они исходят из эффектов порядка 3-4 руб. отдачи на рубль вложений (3,8-4,1 руб., по данным МВФ и WNA). Важным здесь является то, что этот эффект кратно превышает эффект от инвестиций в другие источники энергии, например ВИЭ (1,4-1,5 руб., по тем же данным), а также то, что благодаря высокой степени локализации технологий и услуг в атомной отрасли – большинство компонентов производится в России – львиная часть экономических эффектов остается в стране и работает на экономику, а не вымывается импортными поставками за рубеж.
Безопасная ядерная энергетика без аварий, производство энергии без риска для здоровья сотрудников, технология замкнутого цикла, направленного на повторное применение ядерного топлива – все это проект “Прорыв”. Об этой амбициозной инициативе, направленной на разработку инновационных технологий в атомной энергетике, рассказал “Российской газете” главный технолог Проектного направления “Прорыв” Юрий Мочалов.
– Что представляет собой проект “Прорыв”? И какие объекты могут быть роботизированы с его помощью?
Юрий Мочалов: Это один из ведущих инновационных проектов в мировой атомной энергетике, который реализуется в России госкорпорацией “Росатом”. Он предусматривает создание новой технологической платформы на базе замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) с использованием реакторов на быстрых нейтронах.
На учебно-экспериментальной базе проекта “Прорыв” тестируют современное роботизированное оборудование. / АО “Прорыв”
Внедрение таких технологий позволит исключить возникновение тяжелых аварий на АЭС, эвакуацию и отселение населения при аварии на энергоблоке. Новые подходы позволят вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива (ОЯТ) и многократно повторно использовать отработавшее топливо.
В рамках проекта “Прорыв” на площадке Сибирского химического комбината (АО “СХК”) в Северске (Томская обл.) строится опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК). Он позволит отработать все необходимые технологии.
– За счет каких решений удается сократить контакт людей с опасными материалами?
Юрий Мочалов: Для “Прорыва” роботизация – одна из составляющих, без которой осуществить ЗЯТЦ просто невозможно. Эта технология предполагает работу как с “горячим” топливом, так и с “горячим” ОЯТ. Поэтому нужно минимизировать контакт человека с этими материалами, обеспечив при этом безопасное выполнение всех технологических процессов.
Строящийся ОДЭК включает три взаимосвязанных объекта, не имеющих аналогов в мире: энергоблок с инновационным реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300, модуль фабрикации/рефабрикации (МФР) топлива и модуль переработки (МП) топлива.
На модуле производства топлива ОДЭК предполагается роботизировать только часть производства, а вот на будущих промышленных топливных заводах производство планируется полностью безлюдным, самую опасную работу вместо людей будут делать роботы, компактные и универсальные. Модуль переработки ОДЭК изначально проектировался в привычной компоновке, но, когда мы оценили площадь, оказалось, что мы не помещаемся в отведенное пятно застройки. Тогда и была принята концепция глобальной роботизации перерабатывающих производств как для ОДЭК, так и для будущих промышленных энергокомплексов (ПЭК).
– Должно ли быть использование таких роботов учтено при проектировании объектов или они могут быть включены в работу уже действующего предприятия?
Юрий Мочалов: Оба подхода имеют право на жизнь. Проектировать производства топливного цикла сейчас нужно с учетом их роботизации. В то же время, роботов можно “включать” в процесс, когда объект уже существует. Например, при разработке технического проекта реконструкции МФР на ОДЭК, внедрили роботизированные технологии – эффект получился впечатляющим. На тех же самых площадях удалось разместить линию тепловыделяющей сборки (ТВС) и производства тепловыделяющих элементов (твэл) для другого типа реакторной установки – БН-1200М.
Технологическое ядро МФР будущих промышленных энергокомплексов (ПЭК) будет полностью безлюдным: все операции (технологические процессы, обслуживание, ремонт, замена оборудования) будут проходить без участия человека. Согласно разработанному для МФР ПЭК техническому проекту, площадь технологического ядра будет примерно в 3,5-4 раза меньше, чем спроектированное по использованной на ОДЭК технологической схеме, а численность персонала потребуется в четыре раза меньше.
– Каких сотрудников можно заменить на роботов? Какие функции могут быть роботизированы и автоматизированы?
Юрий Мочалов: По данным экспертов, к 2030 году роботы смогут заменить человека в 60 процентах профессий. Сейчас мы проектируем производства так, чтобы оставить человеку только контроль над “машиной”. Сотрудников лучше не заменять, а проектировать таким образом, чтобы изначально отказаться от ручных операций, включая ремонтные и сервисные. Это и есть концепция “безлюдного производства”.
– В каких условиях, не рекомендованных для людей, могут работать роботы?
Юрий Мочалов: Наши РТК способны работать с высокими дозами радиации, в условиях повышенной запыленности радиоактивными веществами и в условиях инертной атмосферы. У нас в камерах как правило не воздух, а азот или аргон. Не все электротехнические изделия способны работать в такой среде. Кроме того, роботы могут трудиться “вслепую” на так называемых “темных производствах”.
– Каким может быть экономический эффект от внедрения роботов?
Юрий Мочалов: Пока мы можем оценить эффект на уровне проектных проработок. Приведу два примера: на МФР ОДЭК численность персонала до реконструкции составляла 280 человек, после проектной проработки реконструкции и внедрения четырех роботизированных операций остались те же 280 человек при увеличении производительности в 1,5 раза без изменения площади производства. При проектировании МФР ПЭК производительность роботизированного безлюдного производства увеличена в три раза при сокращении площади технологического ядра в 3,5 – 4 раза.
– Работы над какими системами, роботами ведутся сейчас на площадке Университета “Сириус”?
Юрий Мочалов: На площадке Университета “Сириус” создается аналог роботизированного завода – это Учебно-экспериментальная база (УЭБ) проекта “Прорыв” для отработки роботизированного оборудования. Подготовленные там специалисты станут основой для активно развивающихся в РФ направлений гражданской и специальной промышленной роботизации производств.
Сейчас действуют четыре программы дополнительного профессионального образования: “Инженер-механик робототехнических комплексов”, “Оператор”, “Программист”, “Инженер-электронщик”. По двум программам для магистров (“Прикладная робототехника” и “Математическая робототехника и искусственный интеллект”) обучают Томский политехнический университет, Северский технологический институт, Московский физико-технический институт, Санкт-Петербургский государственный университет и другие.
МАГАТЭ: проект Прорыв избавит АЭС от топлива с долгим периодом полураспада
Российский проект на базе реактора на быстрых нейтронах “Прорыв” станет революцией, заявил РИА Новости заместитель гендиректора МАГАТЭ Михаил Чудаков на полях ПМЭФ.
По его словам, когда его доведут до конца, проект избавит АЭС от отработавшего топлива с миллионным периодом полураспада. Собеседник агентства отметил, что обычный реактор при длительной эксплуатации нарабатывает минорные актиниды.
«Это 0,1% всего отработавшего топлива, но они с миллионным периодом полураспада, за что справедливо критикуют атомную энергетику и почему и нужна энергетика на быстрых нейтронах. Помимо того, что она замыкает топливный ядерный цикл и использует весь уран-238, превращая его в плутоний, и повторно использует, как птица феникс, отработанное топливо, они также выжигают, мутируют вот эти актиниды, превращая их в другие короткоживущие элементы, уже сравнимые с той радиоактивностью, которые мы берем из земли, когда добываем уран. В этом направлении работают быстрые реакторы и российский новый проект “Прорыв”. Если это будет доведено до конца и мы перейдем на этот метод, то это будет революция, поскольку не будет этих цепочек», — сказал Чудаков.
Петербургский международный экономический форум проходит с 18 по 21 июня. РИА Новости выступает информационным партнером мероприятия.
Проект “Прорыв” “Росатом” строит в Северске Томской области на площадке “Сибирского химического комбината” опытно-демонстрационный энергетический комплекс IV поколения;
– его создают на основе инновационной реакторной установки на быстрых нейтронах и со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД-300 мощностью 300 мегаватт;
– в состав комплекса войдет пристанционный завод с модулями производства и переработки облученного ядерного топлива реактора БРЕСТ;
– “Прорыв” нацелен на создание технологической платформы атомной отрасли с замкнутым ядерным топливным циклом на базе реакторов на быстрых нейтронах;
реализация проекта должна обеспечить лидерство российских технологий в мировой атомной энергетике;
– ОДЭК впервые в мире продемонстрирует устойчивую работу полного комплекса объектов, обеспечивающих ЗЯТЦ;
– он воплотит новое качество атомной генерации будущего — беспрецедентно безопасной, экологичной, ресурсосберегающей и конкурентоспособной;
– пристанционный вариант организации топливного цикла позволит отработать технологии “короткого топливного цикла” в минимальные сроки в пределах одной площадки.
Об этом было заявлено на бизнес-завтраке «Квантовый прорыв: от инвестиций в науку к бизнес-проектам», который «Росатом» провел на ПМЭФ-2025
20 июня 2025 года в Санкт-Петербурге госкорпорация «Росатом» провела в рамках Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ-2025) бизнес-завтрак «Квантовый прорыв: от инвестиций в науку к бизнес-проектам».
Участниками мероприятия стали генеральный директор – председатель правления ОАО «Российские железные дороги» Олег Белозёров, генеральный директор «Росатома» Алексей Лихачев, генеральный директор CAS Cold Atom (CASCA) Биао Танг (КНР), старший вице-президент ПАО Сбербанк Андрей Белевцев, сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов и другие.
В своем выступлении Алексей Лихачев рассказал, что в атомной отрасли реализованы первые пилотные проекты применения квантовых вычислений. В частности, в рамках инновационного отраслевого проекта «Прорыв» успешно решена тестовая оптимизационная задача по формированию долгосрочного плана производства и поставки ядерного топлива. Решение данной задачи с использованием квантово-вдохновленных алгоритмов обеспечивает оптимальную загрузку производственных мощностей и эффективное распределение топлива между потребителями. При этом, по предварительным тестам, расчет в среднем занимает всего несколько минут. Полученные результаты показывают, что использование квантово-вдохновленных алгоритмов потенциально может обеспечить более быстрое и точное решение задач оптимизации в планировании и производстве, а с появлением промышленного квантового компьютера – многократно увеличить масштаб (размерность) решаемых задач.
«”Росатом” осторожно идет вперед в деле применения квантовых вычислений. В логистике, в машиностроении, в работе с ядерным топливом. И, конечно, в проектах АЭС четвертого поколения – это вообще уникальный пример, тут в нашем понимании без квантовых технологий вообще не обойтись. Учиться решать индустриальные задачи с применением квантовых вычислений и алгоритмов необходимо уже сегодня. Чтобы мы были готовы к практической деятельности с появлением промышленного квантового компьютера», – сказал глава госкорпорации.
Алексей Лихачев добавил, что развитие квантовой практики в стране требует от промышленников начать формулировать большие цели применения квантовых вычислений и быть готовыми к их применению. Наряду с этим, необходимо формировать кадровую базу квантовой индустрии за счет развития системы образования и программ переподготовки промышленников, которые призваны стать квалифицированными «квантовыми заказчиками».
Модератор «квантового» бизнес-завтрака директор по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева назвала переход к квантовой практике мировым трендом, который России нельзя упустить: «Мы вступаем в ответственный этап развития отечественного “квантового проекта”, суть которого – переход от продолжающихся научных исследований к первым пилотным проектам внедрения. Во всем мире бизнес демонстрирует тягу к освоению квантовых технологий, причем наиболее активный интерес проявляют именно крупные корпоративные игроки. И в этом процессе нам с вами важно определить свою стратегию, понять свой маневр».
Для справки:
Программа внедрения квантовых вычислений (в том числе квантовых алгоритмов) была запущена в атомной отрасли в 2024 году. Уже проработано 17 различных проектов с применением квантовых вычислений, по четырем из них получены оптимистичные результаты. В частности, разработаны квантовые алгоритмы и программное обеспечение для решения целого ряда задач, включая оптимизацию производства, хранения и поставки потребителям продукции; моделирование процессов теплопереноса и теплопередачи с помощью решения системы линейных уравнений; оптимизацию плана выполнения производственных заказов с учетом технологического маршрута, а также оптимизацию в цифровых двойниках производственных объектов с использованием имитационного моделирования с квантово-вдохновленным оптимизатором. Для повышения квантовых компетенций в атомной отрасли свыше 150 специалистов, в том числе технических директоров предприятий, уже прошли повышение квалификации в рамках соответствующих программ в Корпоративной академии «Росатома».
Всего в 2024 году в рамках старта программы внедрения квантовых вычислений в атомной отрасли проработано 17 проектов, по четырем из них уже разработаны квантовые алгоритмы и ПО для решения различных производственных задач. В их числе задачи оптимизации производства, хранения и поставки потребителям продукции, моделирования процессов теплопереноса и теплопередачи, оптимизации плана выполнения производственных заказов с учетом технологического маршрута, оптимизации в цифровых двойниках производственных объектов и др. Проекты апробации применения квантовых вычислений на модельных задачах стартовали в машиностроительном, топливном, инжиниринговом, научном и композитном дивизионах Росатома.
Проект «Прорыв» – один из главных инновационных проектов в мировой атомной энергетике, реализуемый в России. Он предусматривает создание новой технологической платформы атомной отрасли на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Такая технология позволит исключить тяжелые аварии на АЭС, исключить эвакуацию и отселение населения при возникновении аварий на энергоблоке, вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива и многократно повторно использовать отработавшее ядерное топливо, что снимет проблему ограниченности ресурсной базы атомной энергетики. В рамках «Прорыва» на площадке Сибирского химического комбината (предприятие Топливного дивизиона «Росатома») создается опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК), который позволит отработать технологии, продемонстрировать замыкание ядерного топливного цикла и сделать первый шаг в построении атомной энергетики нового поколения
Госкорпорация «Росатом» – глобальный технологический многопрофильный холдинг, объединяющий активы в энергетике, машиностроении, строительстве. Включает в себя более 450 предприятий и организаций, в которых работает около 420 тыс. человек. С 2020 года «Росатом» отвечает за реализацию дорожной карты (ДК) по развитию высокотехнологичной области «Квантовые вычисления». Паритетно с государством госкорпорация вкладывает собственные внебюджетные средства в реализацию дорожной карты: общий объем финансирования на 2020-2024 годы составил 24 миллиарда рублей, из которых 12 млрд было вложено «Росатомом». Важной задачей ДК стало создание российского квантового компьютера – проект реализуется научными коллективами Российского квантового центра (РКЦ), Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и других ведущих научных центров. В 2024 году в рамках ДК был создан российский 50-кубитный квантовый компьютер на ионах (учеными ФИАН и РКЦ), а также прототип 50-кубитного квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия (учеными МГУ и РКЦ). Важным результатом реализации квантовой ДК является создание уникального коллектива ученых и инженеров, в который входят более 1000 специалистов, включая порядка 600 ученых.
Петербургский международный экономический форум (ПМЭФ) – одно из важнейших событий в экономическом пространстве СНГ. Оператором мероприятия является фонд «Росконгресс», форум проходит ежегодно, начиная с 1997 года. ПМЭФ зарекомендовал себя в качестве ключевого глобального мероприятия, на котором в прикладном ключе обсуждаются современные экономические проблемы, стоящие перед Россией, развивающимися рынками и миром в целом, принимаются практические решения, запускаются инновационные масштабные проекты и получают реальные очертания новые подходы к адаптации мировой экономики к современным условиям. В 2024 году в форуме приняли участие более 21800 человек из 139 стран, а сумма подписанных соглашений превысила 6,49 трлн рублей. Главная тема ПМЭФ-2025 – «Общие ценности – основа роста в многополярном мире». Программа насчитывает более 150 мероприятий в различных форматах, в том числе пленарное заседание, стратегические сессии, дискуссии и деловые завтраки. Страной-гостем форума в этом году стало королевство Бахрейн.
Крупные российские компании уделяют большое внимание развитию цифровой экономики, необходимой ИТ-инфраструктуры. Созданные условия для появления и ускоренного внедрения современных технологий позволят создавать российское ПО, осуществлять перевод процессов в цифровую форму. «Росатом» и его предприятия принимают активное участие в этой работе.
Партнёры объединят усилия в области НИОКР и подготовки высококвалифицированных кадров для проектного направления «Прорыв» и атомной отрасли
На проходящей в Нижнем Новгороде юбилейной ИТ-конференции «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР) 4 июня состоялось подписание соглашений о сотрудничестве между АО «Прорыв» (входит в госкорпорацию «Росатом») и двумя ведущими техническими вузами России – Московским государственным строительным университетом (МГСУ) и Томским государственным университетом систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР).
«Сотрудничество с такими сильными академическими партнёрами, как МГСУ и ТУСУР, открывает новые возможности для развития и внедрения инноваций в атомную отрасль. Мы уверены, что совместные усилия позволят создать прорывные решения и укрепить технологический суверенитет страны. Для нас особенно важно, что вузы разделяют наш подход к подготовке кадров — не просто теоретиков, а специалистов, готовых решать реальные задачи проектного направления “Прорыв” и отрасли», – отметил директор по цифровизации проектного направления «Прорыв» Андрей Федоровский.
В сфере развития научного направления стороны планируют проводить совместные исследования как фундаментального, так и прикладного характера, разрабатывая и внедряя новые технологические решения в производственные процессы атомной промышленности.
«В МГСУ ведется разработка уникальных строительных технологий и новых материалов, в том числе для атомной отрасли, а также развивается направление по применению технологий информационного моделирования на всех этапах жизненного цикла объектов строительства.Партнёрство с “Росатомом” откроет новые возможности не только в рамках научных исследований и подготовки кадров, но и в части коммерциализации технологий при реализации задач проектного направления “Прорыв”», – подчеркнул руководитель Центра компетенций цифровой трансформации НОЦ ЦСЭ МГСУ Сергей Федоров.
В образовательной части сотрудничества будут разработаны специальные программы для студентов и курсы повышения квалификации для действующих сотрудников предприятий, а также организованы стажировки и практики на объектах атомной отрасли.
«Программа развития ТУСУР направлена на формирование технологического лидерства в направлениях электроники и систем связи нового поколения, ИТ, искусственного интеллекта и информационной безопасности. Соглашение с “Росатомом” позволит университету и компании создать системный механизм сопряжения стратегий развития в проведении научных исследований и разработок, а также подготовки высококвалифицированных специалистов для решения задач будущего. Совместные НИОКР с АО «Порыв» уже ведутся в пилотном режиме, и мы надеемся на их развитие в долгосрочной перспективе. Внедрение специализированных дисциплин и разработка комплексной модели адресной подготовки кадров для “Росатома” начнется уже с 1 сентября 2025 года по ряду направлений подготовки на базе ИТ академии, Передовой инженерной школы электронного приборостроения университета», – поделился планами ректор ТУСУР Виктор Рулевский.
Как отметила руководитель направления по цифровизации АО «Прорыв» Анастасия Сиполс, подготовка специалистов под запросы проектного направления «Прорыв» в приоритетных целях компании, как и создание условий для трудоустройства выпускников вузов-партнеров: «Ближайшим шагом на пути нашего сотрудничества с вузами станет внедрение передового курса по цифровым технологиям для подготовки высококвалифицированных специалистов в области ядерных энергетических систем IV поколения – атомной энергетики будущего, способствующей достижению технологического лидерства страны».
Для справки:
Юбилейная X конференция «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР) проходит со 2 по 8 июня 2025 года в Нижнем Новгороде. Мероприятие служит центральной площадкой для участников цифрового рынка России и зарубежья. В рамках конференции встречаются представители регулирующих органов и эксперты отрасли, чтобы обсудить пути цифровой трансформации и современные IT-тренды
Проект «Прорыв», реализуемый госкорпорацией «Росатом», предусматривает создание новой технологической платформы атомной энергетики на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Такая технология позволит исключить тяжелые аварии на АЭС, исключить эвакуацию и отселение населения при возникновении аварий на энергоблоке, вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива и многократно повторно использовать отработавшее ядерное топливо, что снимет проблему ограниченности ресурсной базы атомной энергетики. В рамках проекта в городе Северск Томской области на площадке Сибирского химического комбината (АО «СХК») создается опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК), который позволит отработать технологии, продемонстрировать замыкание ядерного топливного цикла и сделать первый шаг в построении атомной энергетики нового поколения.
Перед российской промышленностью стоит цель в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии. Государство и крупные отечественные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной исследовательской, инфраструктурной, научно-технологической базы. Внедрение инноваций и нового высокотехнологичного оборудования позволяет «Росатому» и его предприятиям занимать новые ниши на рынке, повышая конкурентоспособность атомной отрасли и всей российской промышленности в целом.
Правительство РФ и крупные государственные корпорации, такие как «Росатом» уделяют приоритетное внимание раскрытию потенциала студентов и молодых сотрудников. «Росатом» участвует в создании базовых кафедр в российских вузах, реализации крупных образовательных проектов, стипендиальных программ, организации практики и стажировки для студентов с последующим трудоустройством.
Крупногабаритные стальные трубы предназначены для изготовления комплектующих имитационной и активной зон уникального реактора проекта «Прорыв»
Чепецкий механический завод (АО ЧМЗ, предприятие Топливного дивизиона «Росатома» в г. Глазов, Удмуртская республика) изготовил уникальные бесшовные холоднодеформированные трубы из стали шестигранного сечения. Продукция предназначена для предприятия Топливного дивизиона – Новосибирского завода химконцентратов (ПАО «НЗХК»), где трубы будут использоваться для производства имитационной и активной зон инновационного реактора БРЕСТ-ОД-300 (в качестве комплектующих блоков отражателей, блоков защиты и блоков отражателей с устройством пассивной обратной связи).
Атомный энергоблок БРЕСТ-ОД-300 мощностью 300 МВт на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем – ключевой объект Опытно-демонстрационного энергокомплекса IV поколения, который строится в Северске Томской области в рамках стратегического отраслевого проекта «Прорыв» на площадке Сибирского химического комбината (АО «СХК», предприятие Топливного дивизиона «Росатома»). Помимо АЭС с реактором БРЕСТ-ОД-300, ОДЭК будет также включать объекты пристанционного ядерного топливного цикла — комплекс по производству смешанного уран-плутониевого нитридного топлива, а также модуль переработки облученного ядерного топлива.
Трубы шестигранного сечения изготовлены на ЧМЗ из стали ферритно-мартенситного класса. Такой сплав позволяет выдерживать высокую рабочую температуру 600℃, имеет высокие эксплуатационные и пластические свойства, что обеспечивает запас прочности и экономичности реактора.
Технология производства труб шестигранного сечения на Чепецком механическом заводе не имеет аналогов в России. Например, способ профилирования из круглой заготовки в шестигранную трубу – разработка специалистов завода, когда как в обычной практике шестигранные трубы получают методом проката.
ЧМЗ подтвердил соответствие технологии требованиям технических условий и нормативной документации. Опытная партия труб первого изготовленного типоразмера прошла приёмочные испытания. Всего для проекта «Прорыв» для обеспечения изготовления имитационной и активной зон энергоблока с реакторной установкой БРЕСТ-ОД-300 глазовское предприятие планирует производить не менее 6 типоразмеров шестигранных и круглых труб.
После того, как опытная партия труб пройдет технологические испытания в ПАО «НЗХК», в Новосибирске из них будут изготовлены комплектующие для блоков защиты и блоков отражателей, которые затем будут направлены в Северск для реактора БРЕСТ-ОД-300.
«Чепецкий механический завод причастен к историческому событию в мировой атомной энергетике. Сегодня мы приступили к изготовлению комплектующих для энергосистемы будущего. И это только начало большого пути. Впереди почти два десятилетия поставок уникальной продукции для новейших реакторных установок, поскольку на созданном участке по производству труб для проекта «Прорыв», Чепецкий механический завод также планирует изготовление круглых и шестигранных труб для реакторов БР-1200 и БН-1200М»_ , — отметил генеральный директор АО ЧМЗ Сергей Чинейкин.
