Prospects for nuclear energetics in securing the energy and environmental safety of Russia

Р.М. Яковлев, И.А. Обухова

Abstract


Large-scale nuclear energetics can satisfy demands for all kinds of energy, i.e. it can secure energy safety of Russia and the whole humankind; however, this is associated with a number of daunting problems. With that, this approach is a priority for Russia. The State Corporation RosAtom is involved in the development of nuclear reactors in Russia and abroad on the conditions that the reactors will be supplied with nuclear fuel from Russia and the spent fuel will be returned to Russia for conversion into mixed uranium and plutonium oxide (MOX) fuel. In the city Zheleznogorsk near Krasnoyarsk, the first production line of a plant for treating 2000 tons of spent nuclear fuel annually has been already launched. The principal strategic plan of RosAtom, which has been being realized currently, is to develop nuclear power production based on fuel recycling using fast neutron reactors for generation of plutonium, which may be used in nuclear weapons and is most hazardous for the biosphere. The possibility of accidents associated with radioactive discharges cannot be excluded, and the hazardousness of such accidents in increased by using plutonium-based fuels. The nuclear power-based approach to energy production is costly but also dangerous not only for Russia.

Keywords


nuclear power plants, nuclear fuel recycling, spent nuclear fuel, channel-type reactor, uranium-plutonium fuel cycle, thorium-uranium fuel cycle, nuclear weapons nonproliferation, MOX fuel, fast neutrons reactor, molten salt reactor

References


1. Александров АП и соавт. Атомная наука и техника в СССР. М.: Атомиздат; 1977.
2. Александров ВВ, Стенчиков ГИ. Об одном вычислительном эксперименте, моделирующем климатические последствия ядерной войны. Журн вычисл мат физ. 1984;24(1):140-4.
3. Адамов ЕО, Большов ЛА, Ганев ИХ и соавт. Белая книга ядерной энергетики. М.: Изд-во ГУП НИКИЭТ; 2001.
4. Булдаков ЛА. Радиоактивные вещества и человек. М.: Энергоатомиздат; 1990.
5. Василенко ИЯ. Токсикология продуктов ядерного деления. М.: Медицина; 1999.
6. Действие ядерного оружия. М.: Воениздат; 1965. http://elib.biblioatom.ru/text/deystvie-yadernogo-oruzhiya_1965/go,0/
7. Колобашкин ВМ и соавт. Радиационные характеристики облученного ядерного топлива. М.: Энергоатомиздат; 1983.
8. Кондратьев КЯ, Крапивин ВФ, Савиных ВП. Перспективы развития цивилизации: многомерный анализ. М,: Логос; 2003.
9.Криволуцкий ДА и соавт. Действие ионизирующей радиации на биогеоценоз. М.: Гидрометеоиздат; 1967.
10. Кузякин ЮИ, Яковлев РМ. Транспортная жидкосолевая реакторная установка. В кн.:
Сборник докладов научно-технической конференции «Корабельная ядерная энергетика – взгляд в XXI век». Нижний Новгород: ОКБМ; 2001
11. Магилл И, Хэмилтон Д, Лютценкирхен К, Туфан М, Тамборини Г, Вагнер В, Берту В, фон Цвайдорф А. Последствия события радиологического рассеивания с ядерными и радиоактивными источниками. Наука и всеобщая безопасность. 2007;15(2):12-21. https://scienceandglobalsecurity.org/ru/archive/sgsr15magill.pdf
12. Мастепанов АМ. Энергетический переход как генеральное направление энергетики будущего. Экол вестн России; 2020;(1)10-5; (2):12-9.
13. Медоуз Д, Рандерс Й, Медоуз Д. Пределы роста. 30 лет спустя. М.: Академкнига; 2008.
14. Моисеев НН. Экология человечества глазами математика. М.: Молодая гвардия; 1988.
15. Моисеев НН, Александров ВВ, Тарко АМ. Человек и биосфера. Опыт системного анализа и эксперименты с моделями. М.: Наука; 1985.
16. Старшинов ЮИ, ред. Мировая энергетика. Прогноз развития до 2020 года. М.: Энергия; 1980.
17. Нигматуллин БИ. Прогноз мирового электропроизводства на АЭС на период до 2050 г. Атомная стратегия. 2017;(3). http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=7390
18. Нигматуллин РИ. Во власти океана. Наука в России. 2010;(4):54-62.
19.Решетников Е.А. Светлое будущее наступит не от белых ночей, а от атомных станций. Атомная стратегия. 2004;8(13):4-6.
20. Римский-Корсаков АА. Две аварии. Атомная стратегия. 2011;(53):20-25.
21. Розенберг ГС. Глобальные модели динамики биосферы. Биосфера. 2017; 9(2):107-122.
22. Рылов МИ, Тихонов МИ. В мире дозообразующих нуклидов. СПб. Межотраслевой экспертно-сертификационный центр ядерной и радиационной безопасности; 2011.
23. Сергеев ЮН, Кулеш ВП. Проблемы цикличного и стационарного развития цивилизации в глобальных моделях. Биосфера. 2017;9:13-47.
24. Суглобов ДН, Яковлев РМ, Мясоедов БФ. Торий-урановый топливный цикл для тепло- и электроэнергетики. Радиохимия, 2007;49(5):385-392.
25. Тихонов МИ, Муратов ОЭ. Катастрофы как источник потери устойчивости национальных государств. В кн. Проблемы риска в техногенной и социальной сферах. СПб.: Изд-во СПбГПУ; 2007. С. 119-30.
26.Форрестер Д. Мировая динамика. М.: Наука; 1978.
27. Фролов ИЕ, Гудкович ЗМ, Карклин ВП, Ковалев ЕГ, Смоляницкий ВМ. Научные исследования в Арктике. Т. 2. Климатические изменения ледяного покрова морей Евразийского шельфа. СПб.: Наука, 2007.
28.Фролов ИЕ, Гудкович ЗМ, Карклин ВП, Ковалев ЕГ, Смоляницкий ВМ. Климатические изменения ледовых условий в арктических морях Евразийского шельфа. Проблемы Арктики и Антарктики. 2007;75:149–160.
29. Яблоков АВ, Нестеренко ВБ, Нестеренко АВ. Чернобыль: последствия катастрофы для человека и природы. СПб.: Наука; 2011.
30. Яблоков АВ. Миф о незначительности последствий Чернобыльской катастрофы. М.: Центр экологической политики России; 2001.
31. Яковлев РМ. О реакторах нового поколения. Атомная стратегия. 2005; (4):20-1.
32. Яковлев РМ, Данилевич ЯБ, Игнатьев МБ, Суглобов ДН. Атомная энергетика без плутония и Чернобыля. Мир и Согласие. 2008;2:58-64.
33. Яковлев РМ, Петров ЭЛ, Тихонов МН, Муратов ОЭ. Решение проблем ядерной энергетики в стратегии уран-ториевого топливного цикла. Атомная Стратегия. 2007;(5):15-13.
34. Яковлев РМ, Обухова ИА. Оценка перспектив применения альтернативных моделей реакторов в ядерной энергетике. Информационные системы и технологии. 2018;10:3-13.
35. Яковлев РМ, Обухова ИА. Ситуация с нераспространением ядерного оружия и проблемы развития атомной энергетики. Информационные системы и технологии. 2019;11:153-169.
36. Яковлев РМ, Обухова ИА. На пути к безопасной атомной энергетике. Биосфера. 2017;9(2):123-135.
37. Яковлев РМ, Обухова ИА. О нераспространении ядерного оружия и проблемах развития атомной энергетики России. Экологический вестник России, 2020:(1):32-36.
1. Aleksandrov AP et al. Atomnaya Nauka i Tehnika v SSSR. Moscow: Atomzdat; 1977. (In Russ).
2. Aleksandrov VV, Stenchikov GI. [On a computational experiment imitating the climatic consequences of a nuclear war]. Zhurnal Vychilitelnoy Matematiki i Matematicheskoy Fiziki. 1984;24(1):140-4. (In Russ).
3. Adamov YeO. et al. Belaya Kniga Yadernoy Energetiki. Moscow: GUP NIKIET; 2001. (In Russ).
4. Buldakov LA. Radioaktivnye Veschestva i Chelovek. Moscow: Energoatomizdat; 1990. (In Russ).
5. Vasilenko IJa. Toksikologiya Produktov Yadernogo Deleniya. Moscow: Meditsyna; 1999. (In Russ).
6. Galsstone S. The Effects of Nuclear Weapons. Washington: United States Atomic Energy Commission; 1962
7. Kolobashkin VM et al. Radiatsionnye Kharakteristiki Obluchionnogo Yadernogo Topliva. Moscow: Energoatomizdat; 1983. (In Russ).
8. Kondratyev KJa, Krapivin VF, Savinykh VP. Perspektivy Razvitiya Tsivilizatsii: Mnogomernyi Analiz. Moscow: Logos, 2003. (In Russ).
9. Krivolutskiy DA et al. Deystviye Ioniziruyushchey Radiatsii na Biogeotsenoz. Moscow: Gidrometeoizdat; 1967. (In Russ).
10. Kuziakin JuI, Jakovlev RM. [Vehicular molten salt reactor unit]. In: Korabelnaya Yadernaya Energetika – Vzgliad v XXI vek. Nizhnij Novgorod: OKBM; 2001. (In Russ).
11. Magill J, Hamilton D, Lutzenkirchen K, Tufan M, Tamborini G, Wagner W, Berthou V, von Zweidorf A. Consequences of a radiological dispersal event with nuclear and radioactive sources. Sci Glob Secur. 2007;15:107-32
12. Mastepanov AM. [Energy transition as the principal trend of the future energetics]. Ekologicheskiy Vestnik RossiiRossii; 2020; (1):10-5; (2):12-9. (In Russ).
13. Meadows DH, Meadows DL, Randers J. The Limits of Growth. Washington DC: Potomac Assoc.; 1972.
14. Moiseev NN. Ekologiya Chelovechestva Glazami Matematika. Moscow: Molodaya Gvardiya; 1988. (In Russ).
15. Moiseev NN, Aleksandrov VV, Tarko AM. Chelovek i Biosfera. Opyt Sistemnogo Analiza i Eksperimenty s Modeliami. Moscow: Nauka; 1985. (In Russ).
16. World Energy Demand: Full Report to the Conservation Commission of the World Energy Conference. IPC Sci. & Technol. Publ.; 1978
17. Nigmatullin BI. [Forecast for world production of electric power by nuclear plants up to 2050]. Atomnaya Strategiya. 2017:(3). (In Russ). http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=7390
18. Nigmatullin RI. [At Ocean’s mercy]. Nauka v Rossii. 2010;4:54-62. (In Russ).
19. Reshetnikov Ye.A. [The bold future will come not out of the white nights but due to nuclear power]. Atomnaya Strategiya. 2004;8(13):4-6. (In Russ).
20. Rimskiy-Korsakov AA. [Two accidents]. Atomnaya Strategiya. 2011;(53):20-25. (In Russ).
21. Rozenberg GS. [Global models of the dynamics of the biosphere]. Biosfera. 2017;9(2):107-22. (In Russ).
22. Rylov MI, Tikhonov MI. V Mire Dozoobrazuyuschikh Nuklidov. Saint Petersburg. Mezhotraslevoy
Eeksperktno-Sertifikatsionnyi Tsentr Yadernoy i Radiatsionnoy Bezopasnosti; 2011. (In Russ).
23. Sergeev JuN, Kulesh VP. [Cyclic and stationary modes of the development of civilization in global models]. Biosfera. 2017;9:13-47. (In Russ).
24. Suglobov DN, Yakovlev RM, Miasoyedov BF. [Thorium-uranium fuel cycle for thermo- and electro-energetics].
Radiokhimiya, 2007;49(5):385-92. (In Russ).
25. Tikhonov MI, Muratov OE. [Catastrophes as a cause of the loss of stability of nations]. In: Problemy Riska v Tekhnogennoy i Sotsialnoy Sferakh. Saint-Petersburg, Izdatelstvo SPbGPU; 2007. P.119-30. (In Russ).
26. Forrester JW. World Dynamic. Wright-Allen Press; 1973.
27. Frolov IE, Gudkovich ZM., Karklin VP, Kovalev YeG, Smolianitskiy VM. Nauchnye Issledovaniya v Arktike. T. 2. Klimaticheskiye Izmeneniya Ledianogo Pokrova Morey Yevraziyskogo Shelfa. Saint Petersburg: Nauka, 2007. (In Russ).
28. Frolov IE, Gudkovich ZM, Karklin VP, Kovalev YeG, Smolianickiy V.M. [Climatic changes in the glacial conditions in the Arctic seas of the Eurasian shelf]. Problemy Arktiki i Antarktiki. 2007;75:149-60. (In Russ).
29. Yablokov AV, Nesterenko VB, Nesterenko AV. Chernobyl: Posledstviya Katastrofy dlia Cheloveka i Prirody. Saint Petersburg: Nauka;; 2011. (In Russ).
30. Yablokov AV. Mif o Neznachitelnosti Posledstviy Chernobylskoy Katastrofy. Moscow; Tsentr Ekologicheskoy Politiki Rossii; 2001. (In Russ).
31. Yakovlev RM. [On new-generation reactors]. Atomnaya Strategiy. 2005;(4):20-1. (In Russ).
32. Yakovlev RM, Danilevich YaB, Ignatyev MB, Suglobov DN. [Nuclear Energetics without Plutonium and Cernobyl]. Moscow: Mir i Soglasiye,2008;2:58-64. (In Russ).
33. Yakovlev RM, Petrov EL, Tikhonov MN, Muratov OE. [A solution of the problems of nuclear energetics is in the Thorium-Plutonium cycle strategy]. Atomnaya Strategiya. 2007;(5):15-13. (In Russ).
34. Yakovlev RM, Obukhova IA. [An estimate of the prospects for using alternative models of reactors in nuclear energetics]. Informatsionnye Sistemy i Tekhnologii. 2018;10(2):3-13. (In Russ).
35. Yakovlev RM, Obukhova IA. [The current state of affairs concerning nuclear weapons non-proliferation and the problems of development of the nuclear energetics].Informatsionnye Sistemy i Tekhnologii. 2019;11:153-69. (In Russ).
36. Yakovlev RM, Obukhova IA. [Towards safe nuclear energy]. Biosfera. 2017;9(2):123-35. (In Russ).
37. Yakovlev RM, Obukhova IA. [On nuclear weapons non-proliferation and the problems of development of nuclear energetics]. Ekologicheskiy Vestrik Rossii. 2020:(1):32-36. (In Russ).
38. Sagan S. Nuclear war and climatic catastrophe: Some policy implications. Foreign Affairs. 1983;62(2):257-92.
39 Proskuryakova L. Foresight for the ‘energy’ priority of the Russian Science and Technology Strategy. Energy Strategy Reviews. 2019;26:100378. doi: 10.1016/j.esr.2019.100378




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v13i3.591

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"