США - несвязанный уран

Примечание Владимира Зыкова. Статьи (в том числе и Boriss Alestar) об эпичной истории центрифуг в США: Сага о Росатоме. Мир вокруг "Иглы"-6 или“Игла” в США. Часть 3, Так и не смогли. Минэнерго США прекрашает финансирование Американской центрифуги, Свежий атомный реактор США.

Главная бухгалтерская служба США (GAO, аналог Счётной палаты) произвела проверку планов национального управления по ядерной безопасности (NNSA) по обеспечению обогащённым ураном для военных нужд.

Несвязанный уран

Обогащённый уран в США требуется для следующих военных нужд (в тексте отчёта GAO используется эвфемистический термин "нужды национальной безопасности"):

      - для производства трития для ядерного оружия;

      - для судовых реакторов ВМФ.

Для этих целей может использоваться только уран, не связанный обязательствами по мирному использованию (unobligated uranium). Обогащённый уран считается несвязанным при условии, если ни его природная компонента, ни технологии его обогащения не связаны никакими обязательствами перед иностранным государством.

Последний американский поставщик несвязанного обогашённого урана ГДЗ "Падука" был остановлен в мае 2013 года. С тех пор запасы несвязанного обогашённого урана в США только уменьшаются.

В октябре 2015 года NNSA разработало план под названием "Tritium and Enriched Uranium Management Plan Through 2060", в котором рассмотрело различные варианты поддержания и пополнения необходимого запаса несвязанного обогащённого урана.

Четыре способа пополнения

В мае 2014 года NNSA подготовило документ "Tritium Readiness Subprogram Tritium Production Fuel Supply Plan", согласно которому запасов несвязанного НОУ для производства трития в США хватит только до 2027 года.

Управление видит четыре способа прироста запасов на среднесрочную перспективу, благодаря которым срок исчерпания запасов может сдвинуться на 2038-2041 годы. Два из них связаны с улучшением учёта и контроля, два других предусматривают разубоживание ВОУ.

Так, компания TVA, на чьих реакторах осуществляется наработка трития, применяет в интересах NNSA методику под названием "book storage".

В соответствии с этой практикой, поставщики ядерных материалов отмечают (резервируют), какое количество хранящихся у них материалов относится к тому или иному покупателю. TVA заключила контракты с двумя поставщиками, поручив им резервировать несвязанный НОУ.

Преимущество "book storage" состоит в отсутствии необходимости для NNSA или TVA физически хранить зарезервированный несвязанный НОУ. Однако возможности данной методики по понятным причинам ограничены - в лучшем случае она позволит сдвинуть срок исчерпания запасов несвязанного НОУ на три года.

Второй способ, применяемый NNSA - обмен обязательствами. От имени управления компания TVA может выменивать у других владельцев НОУ оставшиеся у них партии несвязанного НОУ, предлагая взамен связанный обогащённый уран. Физического перемещения урана, так же как и при "book storage", в этом случае не требуется.

Несвязанный НОУ может получаться при разубоживании несвязанного ВОУ, а именно, высокообогащённого урана, извлечённого из демонтируемых ядерных боеголовок.

Кроме того, начиная с 2019 года NNSA планирует приступить к разубоживанию урановых отходов оружейного производства - той их части, которая содержит высокообогащённый уран.

Центрифужные варианты

Кроме того, NNSA рассматривает возможность возобновления в США работ по обогащению урана, использующих американские технологии и производящие в результате не связанный обязательствами обогащённый уран.

На первом этапе управление проанализировало шесть различных способов обогащения урана.

Четыре из них - рестарт ГДЗ "Падука", электромагнитное разделение изотопов, AVLIS и SILEX - были по тем или иным причинам отвергнуты. Оба оставшихся варианта - это центрифужное обогащение.

Первый из двух оставшихся в рассмотрении вариантов - возобновление работ над центрифугами AC100, "большими" центрифугами.

Разработкой технологии AC100 ранее занималась компания USEC (теперь "Centrus"). После её управляемого банкротства в 2014 году работы над центрифугами продолжились силами USEC при поддержке министерства энергетики США. Небольшое финансирование от министерства ведётся и сейчас (контракт заключён до сентября 2018 года).

В своём отчёте аудиторы высказываются со сдержанным оптимизмом относительно перспективы успешной демонстрации технологии AC100. В то же время, они обращают внимание на некоторые неочевидные обстоятельства.

После банкротства USEC министерство энергетики США получило от компании описание технологии в целях её сохранения. Но с тех пор "Centrus" выявила некоторые новые технические проблемы и предложила пути их решения. Эти новые знания хранятся в отличном формате, и для реконструкции и стыковки с полученным в 2014 году описанием потребуется проведение расчётов.

В настоящее время министерство и "Centrus" ведут переговоры с целью обеспечить перевод новых знаний в нужный формат силами компании.

Второй неочевидный момент связан с суммой роялти, на которую претендует "Centrus" в том случае, если технология AC100 будет внедрена. В 2002 году USEC и DoE договорились о том, что эта сумма не может превышать 665 миллионов долларов, однако с тех пор многие обстоятельства изменились и точный предел возможных отчислений в министерстве назвать затрудняются.

Есть и другие моменты - например, база поставщиков. В своё время USEC провела большую работу и смогла закупить всё необходимое для демонстрационного каскада центрифуг у более чем 900 поставщиков из 28 штатов. Условием поставок было то, чтобы в результате получаемый обогащённый уран не оказался бы связанным (иными словами, это должны были быть американские поставщики с американскими технологиями).

Однако за прошедшие с тех пор годы многие из отобранных поставщиков либо вышли из бизнеса, либо утратили способности производить необходимые узлы и детали. Следовательно, базу поставщиков перед внедрением AC100 понадобится собрать заново.

Второй центрифужный вариант, рассматриваемый NNSA - так называемые малые центрифуги высотой от 6 до 14 футов. Они должны быть меньше, проще и потенциально дешевле центрифуг AC100.

Экспериментальные работы по созданию малых центрифуг начались в Окридже в 2016 году. По состоянию на декабрь 2017 года, была изготовлена одна демонстрационная центрифуга. Даже если программа исследований в Окридже завершится удачно, для внедрения малых центрифуг потребуется от четырёх до семи лет.

Выводы аудиторов

Выводы, к которым аудиторы GAO пришли в своём отчёте, достаточно спокойные и не содержат алармистских утверждений.

Тем не менее, аудиторы сделали ряд замечаний. Они предложили NNSA чётче определиться с долгосрочными перспективами поддержания и пополнения запасов несвязанного обогащённого урана, а также обратили внимание на недочёты в планировании, способные привести к росту финансовых затрат.

AtomInfo