Шикізат негізіндегі экономиканы жоғары технологиялық және индустриялық құрылымдағы экономикаға көшіру үшін сенімді базалық энергетиканы қамтамасыз ету қажет. Қазақстанда көмір генерациясы негізінде энергия жүйесінің құрылымы қалыптасқан, бірақ қазір көміртегі бейтараптығына қол жеткізу жөніндегі конвенция аясында көмір энергетикасын негізгі көзі ретінде пайдалану мүмкіндігі шектеулі. Сондықтан негізгі энергия көздерін әртараптандыру қажет.
Көмірден басқа Қазақстанда уранның үлкен қоры бар. Әлемде Австралиядан кейін екінші орын алады. Елімізде уран кенін өндіру мен ядролық отын циклының көптеген буындары жақсы дамыған. 2019 жылы атом технологияларының негізгі әлемдік иелерінен техникалық-коммерциялық ұсыныстар алу бойынша міндетті емес маркетингтік рәсім жүргізілді. Нәтижесінде 5 елдегі (Корея, Қытай, Ресей, АҚШ, Франция) 6 танымал компаниядан ұсыныстар алынды. Олар реакторлардың әртүрлі технологиясы, қуаты, орналасуы және тағы басқа мүмкіншіліктері бар 13 түрлі нұсқасын ұсынды. Осы ұсыныстарды қарау және зерттеу барысында 20 критерий бойынша ең перспективті нұсқалар таңдалды және Кореядан, Қытайдан, Ресейден және Франциядан 4 жобаны қамтитын қысқа тізім алдын ала жасалды.
Негізгі критерийлер – қазіргі реакторлардың III немесе III+ буынына жататындығы, екі контурлы жүйе негізінде жылу нейтрондарымен жұмыс істейтін реактор технологиясы, реактордың қауіпсіздігі және атом электр стансаларының экономикалық көрсеткіштері болды. Қазақстанда құрылыс үшін қауіпсіздіктің барлық заманауи талаптарына жауап беретін жаңа жетістіктер мен әзірлемелерді пайдалана отырып, III немесе III+ буынындағы реакторлардың жобалары қарастырылады, бұл апат пен оның зардаптарының қаупін азайтады. Мұндай реакторлардың басты ерекшелігі – стансаны сыртқы және ішкі штаттан тыс әсерлерге барынша төзімді ететін белсенді және пассивті қауіпсіздік жүйелерінің бірегей үйлесімі.
Қазіргі үшінші буын реакторларында ауыр апат ықтималдығы жылына 10-7 оқиғадан аз, яғни АЭС 10 миллион жыл жұмыс істегенде бір ғана апат болуы мүмкін. Бұл көптеген басқа өндірістік нысандармен, әртүрлі көлік түрлерімен, соның ішінде әуе нысандарымен салыстырғанда әлдеқайда қауіпсіз.
Кез-келген басқа жылу электр стансасы сияқты атом электр стансасы жұмыс істеген кезде белгілі бір мөлшерде су тұтынады. Айта кету керек, атом электр стансасы – бұл бірегей жылу стансасы, тек көмір қазандығының орнына атом реакторы қолданылады. Барлық басқа жабдықтар бойынша да ұқсас болып келеді, яғни турбиналары, генераторлары, тағы басқа жабдықтары бірдей болады.
Жылу стансалары сияқты атом электр стансасындағы сыртқы су турбинадан кейін тұрған конденсаторды салқындату үшін қолданылады және атом реакторының технологиялық жүйелерімен ешқандай байланыста болмайды. Су шығыны салқындату жүйесіне байланысты. Мысалы, егер атом электр стансасы теңіз жағасында орналасқан болса, онда тікелей ағынды салқындату қолданылады. Шектеулі су объектілері үшін мұндай жүйе, әрине, жарамсыз, сондықтан өзендер мен көлдерде салқындату мұнаралары қолданылады.
Қазіргі уақытта қоғамда мынандай сұрақ жиі кездеседі: «Балқаш көлінің жағасында АЭС салынатын болса ол қанша су тұтынатын болады?» Салқындату мұнараларындағы судың жоғалуы – климаттық жағдайларға, яғни айналымдағы су көлемінің булану мөлшеріне байланысты. Қуаты 2400 МВт болатын екі блокты АЭС үшін судың шығыны жылына шамамен 63 млн текше метрді құрайды, бұл көлдердің табиғи булануының 0,32 пайыз бөлігін құрайды. Яғни, көлдегі судың жалпы көлемін ескере отырып есептесек, шамамен 108,3 млрд текше метр, АЭС көлдің су балансына әсер етпейді деп айтуға болады.
АЭС пайдалану кезінде қуаты 1200 МВт энергия блогында жылына шамамен 50 текше метр радиоактивті қалдықтар түзіледі. Атом электр стансалары 60 жылдан астам уақыт бойы өнеркәсіптік пайдалануда болады, ол үшін екі блокты стансада барлығы 7200 тоннаға жуық қалдық өндіріледі. Радиоактивті қалдықтарды қайта өңдеудің қолданыстағы технологиялары оларды сақтау және кейіннен көму кезінде толық қауіпсіздігін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Салыстыру үшін көмір электр стансасының қалдықтары жыл сайын жүздеген мың тоннаны құрайды.
Пайдаланылған ядролық отынмен жұмыс істеу мәселесі жеке қаралады. Қазіргі уақытта әлемде ол радиоактивті қалдықтарға жатпайды. Өйткені оның құрамында жанбаған уран мен реактордағы отын жұмысында пайда болатын плутоний бар. Мұның бәрі қарапайым қайта өңдеуден кейін жаңа ядролық отында пайдалануға мүмкіндік береді, ядролық отын циклының тиімділігін айтарлықтай арттырады. Қуаттылығы жылына 1000 мегаватт болатын реакторда шамамен 20-25 тонна пайдаланылған ядролық отын түзіледі, оның көлемі шамамен 2,5 текше метрді құрайды.
Бүгінгі таңда Қазақстанның радиоактивті қалдықтармен жұмыс істеу саласындағы қолданыстағы заңнамасы атом электр стансаларында ғана емес, сонымен қатар медицина, өнеркәсіп, ғылыми зерттеулер және басқа да көптеген қызмет салаларында пайда болатын радиоактивті қалдықтармен қауіпсіз жұмыс істеу жөніндегі талаптарды нақты айқындайды.
Айта кетейік, ҚР Ұлттық ядролық орталығы мен Ядролық физика институты көптеген жылдар бойы қатты радиоактивті қалдықтарды және иондаудың пайдаланылған көздерін ұзақ мерзімді сақтауды қабылдаумен айналысады. Сонымен қатар ол ұйымдарда пайдаланылған отынмен жұмыс істеу тәжірибесі бар.
Сонымен, АЭС салу келесідей салалар мен бағыттарға ықпал етеді. Парниктік әсерді төмендетуге ықпалы зор. Мысалы, жыл сайын атом стансасының жұмысы 1000 МВт-қа дейінгі мөлшердегі парниктік газдар шығарындыларын 4 млн тоннаға азайтады.
АЭС – елдің ғылыми-техникалық және кадрлық әлеуетінің өсуіне мүмкіндік береді. Генерацияның жаңа технологияларын енгізу ғылыми қызметкерлердің жаңа буынын және атом энергетикасы саласындағы біліктілігі жоғары мамандарды тәрбиелеуді талап етеді. Инвестициялық тартымдылықты арттырады. Жаңа жұмыс орындарының пайда болуын қамтамасыз етеді. АЭС салу кезінде аралас салаларда 10-нан астам жұмыс орны құрылады. Сонымен қатар білім беруді, жобалауды, жоғары технологияларды дамытуға жол ашады. Генерациялау тиімділігін күшейтеді. Генерацияда пайдаланылатын 4 пайызға дейін байытылған 1 килограмм уранның энергия сыйымдылығы толық жану кезінде шамамен 100 тонна жоғары сапалы көмірді немесе 60 тонна мұнайды жағуға тең энергия бөледі. 60 жылдан астам уақыт бойы ел тұтынушыларын сенімді энергиямен қамтиды. Уран кен орындарының меншікті ресурстық базасының және уран өнімін шығару жөніндегі өндірістік базаның әлеуетін ұтымды және кешенді пайдалануға ықпал етеді.
Қылышбек ТҰРЛЫБЕКҰЛЫ,
Ядролық физика институты нейтрондық физика зертханасының
аға ғылыми қызметкері
