Атомный «Мальчик»: Стругацкие предсказали реактор БРЕСТ

В 1959 году, когда вышла первая книга Аркадия и Бориса Стругацких «Страна багровых туч», атомная энергетика только набирала обороты. Первая в мире АЭС, в Обнинске, работала всего пять лет, о реакторах на быстрых нейтронах и замкнутом ядерном топливном цикле говорили только в узких кругах, а термина «смешанное нитридное уран-плутониевое топливо» вовсе не существовало.

Герои «Страны багровых туч» отправляются на Венеру, к Урановой Голконде — месторождению радиоактивных руд. Передвигаться по планете им предстоит на машине под названием «Мальчик» — огромном танке-транспортере, рассчитанном на восемь пассажиров и 15 т груза и способном двигаться по твердым, вязким и сыпучим грунтам. Особенно интересна его энергетическая установка: турбины «Мальчика» питаются от «компактного урано-плутониевого воспроизводящего реактора».

Воспроизводящий реактор, или бридер, вовсе не прозрение братьев Стругацких. Принцип его работы в середине XX века был уже известен. Но братья сделали то, что умеют хорошие фантасты: взяли существовавшую на уровне физической идеи и первых экспериментов технологию и перенесли в мир, где она стала обыденной. Причем выбрали именно урано-плутониевую систему.

Смысл реакторов на быстрых нейтронах — в гораздо более полном использовании энергетического потенциала ядерного сырья. Природный уран на 99,3 % состоит из урана-238, который в тепловых реакторах не делится. Энергия выделяется в основном за счет урана-235, которого в природном уране всего 0,7 %. С быстрыми реакторами появляется возможность вовлекать в топливный цикл уран-238, получать из него плутоний и вновь использовать извлеченные из отработавшего топлива материалы. На этой идее основан проект «Прорыв». На Сибирском химкомбинате в Северске создается опытно-демонстрационный энергетический комплекс (ОДЭК): быстрый реактор БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем, переработка облученного топлива и производство нового. Цель — замкнуть ядерный топливный цикл в пределах одной площадки.

Один из важнейших элементов этой системы — смешанное нитридное уран-плутониевое (СНУП) топливо. Для быстрых реакторов сочетание нитридов урана и плутония обладает рядом принципиально важных свойств: более высокой теплопроводностью, большей плотностью тяжелых атомов и совместимостью с конструкцией перспективных реакторных установок.

В 2025 году создатели технологии промышленного производства нитридного ядерного топлива заместитель гендиректора Института Бочвара Михаил Скупов и главный эксперт Алексей Глушенков стали лауреатами Национальной премии в области будущих технологий «Вызов» в номинации «Инженерное решение». Коллектив довел лабораторные исследования до технологии промышленного уровня. Изготовлено и испытано более 1,6 тыс. экспериментальных тепловыделяющих сборок. СНУП-топливо прошло реакторные испытания, в том числе в действующем быстром реакторе БН-600. Результаты позволили перейти к строительству производства.

Модуль фабрикации-рефабрикации в Северске уже введен в опытно-промышленную эксплуатацию. В перспективе он будет превращать в топливо для БРЕСТа продукты переработки облученного топлива. Получается своеобразное кольцо: реактор получает топливо — топливо дает энергию — облученное топливо перерабатывается — из материалов переработки изготавливается топливо — оно возвращается в реактор.

Конечно, было бы преувеличением утверждать, что Аркадий и Борис Стругацкие описывали БРЕСТ или СНУП-топливо. В «Стране багровых туч» нет ни нитридов урана и плутония, ни технологии фабрикации. Интереснее другое: в конце 1950-х авторы представили мир, в котором уран-плутониевый воспроизводящий реактор перестал быть лабораторной установкой и превратился в компактный источник энергии для транспорта.

В повести упоминаются атомокары с манипуляторами, которые нужны для перезарядки реакторов на базах энергопитания. Атомная технология в мире Стругацких прошла путь любой зрелой технологии и обзавелась пользовательской инфраструктурой. Для героев повести атомный реактор то же, что для нас двигатель внутреннего сгорания. Вот это, пожалуй, и есть предсказание. Не конкретная конструкция реактора, не химический состав топлива — превращение ядерной физики в инженерную технологию.

БРЕСТ, естественно, не поместится в танк-транспортер. Это энергетический реактор мощностью 300 МВт, окруженный промышленным комплексом. Но физическая линия узнаваема. У Стругацких — уран и плутоний. В СНУП-топливе — уран и плутоний. У Стругацких — воспроизводящий реактор. В Северске — реактор на быстрых нейтронах как ключевой элемент замкнутого ядерного топливного цикла. У Стругацких — перезарядка реакторов на базах. В ОДЭКе — производство и переработка топлива рядом с реактором. Сходство здесь не буквальное, а концептуальное. Мы часто относимся к научной фантастике как к прогнозу: с видеосвязью писатель угадал, с межзвездными путешествиями в 2000 году ошибся. Но фантаст не пророк. Его задача — взять едва появившуюся научную идею и представить мир, в котором она уже повседневность.

В этом смысле у фантаста, ученого и инженера своеобразное разделение труда. Фантаст спрашивает: «А что, если это станет возможным?» Ученый спрашивает: «Возможно ли это вообще?» Инженер спрашивает: «Как это сделать?» Спустя десятилетия общество получает технологию и быстро забывает, что когда-то сама мысль о ней казалась фантастической. С атомоходом «Мальчик» из «Страны багровых туч» произошло именно это.