В стиле ESG: инновации атомной науки для глобального устойчивого развития

Наверху только и разговоров, что об ESG и устойчивом развитии, и в общем все понятно — ​ответственность бизнеса, экология, чистая энергия, новые технологии. Но что за технологии? И куда развитие? Давайте разберемся на конкретных примерах. Ко Дню российской науки, который отмечается 8 февраля, мы с отраслевыми НИИ подготовили топ‑6 разработок «Росатома» в русле ESG.

Естественно безопасно

Атомная энергетика в ее современном виде уже рассматривается многими экспертами как зеленая: минимум вредных выбросов, частичный рециклинг топлива, производство доступной энергии даже для отдаленных регионов. Но есть и почва для сомнений: уран — ​не возобновляемый ресурс, а от работы АЭС остаются отходы. Да и тяжелые воспоминания об авариях не дают покоя.

В «Росатоме» занимаются линейкой реакторов четвертого поколения, установками естественной безопасности. На них аварии, подобные чернобыльской и фукусимской, физически невозможны. Еще такие реакторы могут использовать переработанное ОЯТ и дожигать самые вредные компоненты РАО. В рамках отраслевого проекта «Прорыв» создаются быстрые реакторы БН‑1200 и БРЕСТ-ОД‑300. На Горно-химическом комбинате хотят построить экспериментальный жидкосолевой реактор, в таком лучше всего горят самые токсичные и живучие отходы атомной энергетики — ​минорные актиниды. Топливо растворено в соляном расплаве — ​твэлы и ТВС не нужны. Отработанное сливается, чистится и возвращается в цикл.

В рамках международного сотрудничества российские атомщики проектируют высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы. Помимо энергии в них можно получать водород и другие полезные продукты без выбросов СО2. Отдаленная перспектива — ​управляемый термоядерный синтез, практически неисчерпаемый источник чистой энергии.

От толерантности до замыкания

У создателей инновационного ядерного топлива, работы которых в отрасли курирует ВНИИНМ, несколько задач в духе ESG. Первая — ​сделать топливо для действующих реакторов более безопасным. Это отраслевой проект «Толерантное топливо». В нем несколько направлений. По новым материалам — ​нанесение защитного хромового покрытия на оболочки твэлов из традиционного циркониевого сплава, замена материала оболочки на хром-никелевый сплав. По самой топливной композиции — ​замена диоксида урана на металлическое уран-молибденовое топливо. В прошлом году на Ростовской АЭС началась опытно-промышленная эксплуатация твэлов нового поколения.

Другие важные задачи — ​рециклирование ядерных материалов и замыкание топливного цикла. Для их решения ученые разрабатывают уран-плутониевое РЕМИКС-топливо тепловых реакторов, МОКСи СНУП-топливо реакторов на быстрых нейтронах.

Энергия без последствий

После окончания срока службы объекта использования ядерной энергии на его месте в идеале должна остаться зеленая лужайка. Вывод из эксплуатации — ​отдельный и очень перспективный бизнес в «Росатоме». Один из свежих примеров: НИИЭФА с Радиевым институтом создают технологию обращения с облученным графитом при разборке уран-графитовых реакторов. По уровню активности свежеизвлеченный графит относится к II классу опасности. Основной носитель активности — ​углерод‑14. Ученые предложили выделять его методом лазерной молекулярной многофотонной селективной диссоциации. Тогда 90–95 % массы облученного графита станут условно чистыми, их не придется захоранивать. НИИЭФА уже испытал лабораторную лазерную установку, идет проектирование опытно-промышленного комплекса.

Дышать полной грудью

Очистить воздух от СО2 — ​голубая мечта всех экологов. В «Росатоме» придумали, как исполнить ее, правда, локально, в помещениях.

Специалисты отделения физики токамаков-реакторов ТРИНИТИ сделали полнофункциональный образец абсорбера для образовательных, медицинских учреждений, офисов, спортивных клубов и т. д. Устройство может быть мобильным, стационарным или встраиваться в вентиляцию. При достижении определенной концентрации углекислого газа датчики дают сигнал системе поглощать СО2. «Превышение уровня содержания углекислого газа негативно влияет на здоровье и самочувствие человека. Наша установка позволяет создать оптимальный микроклимат в помещениях, — ​рассказывает гендиректор ТРИНИТИ Дмитрий Марков. — ​Абсорбер поддерживает нормальную концентрацию СО2, уничтожает бактерии и вирусы, очищает воздух от аллергенов, насыщает его микроэлементами, содержащимися в морской соли».

Первый элемент

Водородная промышленность в развитых странах считается обязательным элементом энергетики будущего, ответом на технологический и климатический вызовы. В России один из пионеров этой индустрии — ​«Росатом». Госкорпорация участвует в разработке и стратегии развития, и технологий и оборудования. Так, «Центротех» в прошлом году завершил первый этап НИОКР в рамках наиболее перспективного и экологичного метода производства водорода — ​электролиза воды. На предприятии испытали макет электролизного элемента на анионобменной мембране, а также технологию изготовления батареи на его основе. Разработка станет базой для проектирования типоразмерного ряда электролизных установок с производительностью до 40 Нм³ (кубометр при нормальных условиях) водорода в час. Также изготовлены опытные образцы баллонов для хранения и транспортировки водорода.

За здоровье

Роль «Росатома» в ядерной медицине трудно переоценить, корпорация — ​один из глобальных поставщиков радиоизотопов и фармпрепаратов на их основе. В России сосредоточено 40 % мирового парка реакторных установок, на которых нарабатывают медицинские радиоизотопы. Доля госкорпорации на мировом рынке составляет 25–40 % (в зависимости от вида радиоизотопной продукции).

В последние годы атомщики выходят за рамки ядерной медицины. В период пандемии широкую известность получил аппарат для терапии оксидом азота «Тианокс» от РФЯЦ-ВНИИЭФ. Монооксид азота применяют в реабилитации пациентов с осложнениями после COVID‑19, в лечении тромбоэмболической и других видов легочной гипертензии, терапии критических состояний у новорожденных и недоношенных детей. Другая разработка саровских ученых, озонатор «Теозон», применяется в хирургии, гинекологии, дерматологии, стоматологии, косметологии.

В Институте физики взрыва ВНИИЭФ разрабатывают инновационные методы удаления камней из желчных путей, в Институте лазерной физики — ​хирургический лазерный нож.

СПРАВКА

ESG (environmental, social, governance) — ​это экологическое, социальное и корпоративное управление. ESG-принципы внедряют в коммерческую деятельность, чтобы поддержать устойчивое развитие в интересах всего мира. Цели устойчивого развития сформулировала ООН, их 17: ликвидация нищеты и голода, недорогая чистая энергия, борьба с изменением климата, индустриализация, инновации и др.