Тред №227947

Весьма скособоченное введение в предмет (ничего о бывшей группе А.М.Прохорова в ФИАН им. Лебедева, ничего о сотнях лимонов, потраченных на пилотную установку французами...), но на затравкy сойдет:

http://atominfo.ru/news2/b0263.htm

Лазерный возбудитель для компаний и террористов

Лазерным методам разделения изотопов почти столько же лет, сколько и самим лазерным технологиям. В России в ИАЭ имени Курчатова ими начали заниматься в 1967 году, и спустя 10 лет были получены первые результаты на уране. О лазерном обогащении мечтали европейцы и американцы, южноафриканцы, австралийцы и даже иранцы. До сих пор, ни одной нации не удалось показать, что лазерное обогащение в промышленных масштабах и при экономически разумной цене возможно.

Очередную попытку покорить прорывное направление предпринимает в США альянс "General Electric" и "Hitachi", поддержанный в 2008 году канадской компанией "Cameco". В планы тройственного союза входит строительство лазерного завода в Уилмингтоне, штат Северная Каролина, производительностью от 3,5 до 6 млн ЕРР/год. Если планы сбудутся, то у американских энергетиков появится новое разделительное производство, а у нераспространенцев - новый повод для головной боли.

От AVLIS до SILEX

До сих пор, самым продвинутым среди всех разновидностей лазерного обогащения считался метод AVLIS (Atomic Vapor Laser Isotope Separation). Он основывается на наличии небольшой разницы между энергетическими уровнями возбуждения изотопов одного и того химического элемента.

Сверхмощный импульсный лазер может быть настроен так, чтобы от его импульса в уране выборочно ионизировались только изотопы 235U. Будучи положительно заряженными, атомы 235U могут в дальнейшем извлекаться из урана электромагнитами, и в теории таким образом может получаться уран любого требуемого обогащения.
В России AVLIS был реализован на установке ТАЛИСМАН. Безусловно, это был успешный проект, но лабораторного масштаба. Производительность установки составляла несколько граммов в час.

В США национальная лаборатория Лоуренс Ливермор продвинулась немного дальше. Осенью 1997 года там была пущена опытная установка, к созданию которой приложили руку как учёные, так и специалисты из атомных компаний. За полтора года работы в неё было загружено в общей сложности несколько тонн урана. В 1999 году финансирование программы было признано нецелесообразным и прекращено.

Все трудности практического создания технологии лазерного разделения изотопов урана ощутил на себе Иран. Инспектора МАГАТЭ, посетившие иранский лазерный центр в Лашкар-Абаде, где ставились опыты по технологии AVLIS, были на первых порах удивлены - на установке, предназначавшейся по проекту для обогащения урана в пределах 3,5-7%, были обнаружены частицы урана с содержанием 235U до 13%. Знакомые с процессом эксперты быстро успокоили мировое сообщество - такой разброс в получаемых на выходе обогащениях вполне соответствует реально достигнутому уровню лазерных технологий.

На смену не оправдавшему надежд AVLIS пришёл SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation). Корни этого метода нужно искать в военной ядерной программе ЮАР. После добровольного разоружения Южной Африки все лазерные наработки переехали в Австралию, где была создана частная компания "Sylex Systems Ltd.". Исходно австралийцы предполагали обогащать не уран, а цирконий, но в итоге перепродали права на технологию американской "General Electric".

Общий принцип SILEX во многом схож с принципом AVLIS. Точно также уран облучается лазерными лучами, настроенными на частоту, "видимую" только для 235U. Атомы делящегося изотопа урана ионизируются, удерживаются электромагнитной ловушкой и осаждаются на металлической пластине. В чём SILEX оказался лучше AVLIS, ответить сложно, так как данные по этой африкано-австралийско-американской технологии в настоящее время закрыты.

Доктор Майкл Голдсуорси, один из тех австралийцев, что перенял SILEX у ЮАР, называет эту технологию "более элегантной и тонкой", чем AVLIS. Особенную гордость он испытывает, говоря о затратах. Если Лоуренс Ливермор израсходовал на свою свёрнутую лазерную программу 2 миллиарда долларов, то австралийцы довели SILEX до ума всего на 65 миллионов долларов.

Фрагмент из публикации в номере 2 (2009) журнала "Новости мирового атомного рынка".

Основные принципы новой технологии разделения изотопов подтверждены в 1992 г. и два года спустя доказательство принципа процесса SILEX было продемонстрировано в лаборатории компании, расположенной в городке Lucas Heights к югу от Сиднея. С 1996 по 2003 гг. разработка технологии велась при финансировании со стороны американской компании USEC.

На момент выхода USEC из SILEX все договоренности с двух сторон были выполнены в полном объёме, и все основные направления программы были закончены, вплоть до демонстрации разделения изотопов урана на уровне граммов.

С другой стороны, в середине 2002 г., USEC заключила с Министерством энергетики США - DOE соглашение относительно технологии центрифужного обогащения урана, доработка которой, на тот момент, выглядела крайне выгодной: на работы по данному направлению в течение 25 лет было потрачено 3,4 млрд долл. США. Стоимость доработки центрифужного проекта оценивалась в 300-400 млн долл. США и начало производства ожидалось в конце 2005 г. В итоге был выбран проект "Американская центрифуга".

В 2005 г. компания Silex Systems Ltd. объявила о самостоятельном завершении оценки проекта по обогащению урана. Результаты показали выгодные экономические параметры и после получения одобрения со стороны правительства США, в конце года прошли переговоры с несколькими потенциальными коммерческими партнерами. В итоге в 2006 г. General Electric приобрела эксклюзивные права на лицензирование технологии SILEX.

 Скрытая цена

Любая новая технология обогащения урана встречается политиками и экспертами-нераспространенцами в штыки, особенно если разработчики обещают простые и дешёвые решения. Возникает вопрос - что будет, если простая и дешёвая разделительная установка попадёт не в те руки? И сколько будет стоить надёжная охрана новой технологии?

Американские исследователи Фрэнсис Слейки и Линда Коэн считают, что SILEX принесёт, будучи реализованным, больше риска, чем выгод. Эффективность, о которой говорят разработчики, не имеет принципиального значения для развития атомной энергетики, зато все заинтересованные в ядерном оружии безусловно оценят малые размеры и простоту лазерной разделительной установки.

Эксперты предлагают встать на точку зрения конечных потребителей. По данным за 2007 год, на АЭС Соединённых Штатов было произведено 806 миллионов кВт×час электроэнергии. Топливная составляющая в атомной генерации равнялась 4,5 центам за кВт×час. В среднем, каждый дом в США выкладывал в месяц 1,32 доллара за услуги по обогащению урана для АЭС.

Реальная производительность будущих SILEX-заводов не может быть оценена независимо по уже упоминавшейся причине - полной секретности, окружающей этот проект. В 2006 году австралийцы накануне продажи технологии утверждали, что после доводки SILEX-машины выйдут на эффективность в 1,6-16 раз большую, чем центрифуги первого поколения. Делать прогнозы на основании утверждений с разбросом на порядок смешно. Эксперты сходятся во мнении, что в самом лучшем гипотетическом случае SILEX-установки будут в два раза эффективнее современных центрифуг.

Вернёмся к американским домам, предлагают Слейки и Коэн. Даже поверив в самые безоблачные прогнозы по перспективам SILEX, мы можем получить, что коммерческое развёртывание лазерных разделительных заводов уменьшит платежи каждого дома по "счетам за обогащение" на 1,32/2=0,66 долларов в месяц.

Это меньше, чем 1% ежемесячных выплат американцев за электричество. И в этих выкладках не учтено, что само строительство лазерных заводов будет стоить денег, которые их владельцы постараются вернуть за счёт кошельков конечных потребителей.

66 центов в месяц - деньги малые, но не лишние. Конечно, средний американец не будет против, если генерирующие компании подарят ему такую сумму. Но если лазерные установки попадут в руки террористов, государству придётся принимать меры, оплаченные деньгами всё тех же средних американцев.

Возможно ли сравнить выгоды от внедрения лазерных технологий с потерями на их защиту? В последнем случае финансовые расчёты теряют последние остатки ясности и окончательно переходят в разряд прикидок на пальцах. Слейки и Коэн предлагают обратить внимание на порядок сумм. В 2008 году США потратили на различные аспекты нераспространения свыше 1,2 миллиарда долларов, и это расходы "мирного времени". Что до военной акции против потенциального нарушителя, укравшего лазерную установку, то об её стоимости даёт некоторое представление цена войны в Ираке - 700 миллиардов долларов.

И оплачивать риски распространения чувствительных технологий придётся не только Соединённым Штатам. Доктор Джеффри Иркинс, инженер с севера Калифорнии и один из немногих, кто знаком с техническими деталями метода SILEX, полагает, что каждый новый бит информации об этой технологии изучается за пределами США буквально под лупой.

"Разумеется, намного проще спрятать 20-30 лазеров, чем 10 тысяч центрифуг", - говорит Иркинс. Если американцы докажут на практике, что технология SILEX возможна и целесообразна, то по этому же пути немедленно двинутся десятки компаний и даже целые страны. Сохранить технологические секреты лазерного обогащения будет в таких условиях невозможно.
           
Доктор Гордон Пратер, ушедший в политику бывший сотрудник национальных лабораторий Лоуренс Ливермор и Сандия, обращает внимание на одно возможное применение лазерного обогащения, которое зачастую остаётся в тени. В отличие от газодиффузионной и центрифужной технологий, лазерные методики намного более приспособлены к обогащению плутония. Говоря точнее, к его очистке от старших изотопов, то есть, к получению оружейного материала из реакторного плутония. Если такая технология будет сделана в железе, то последствия могут быть непредсказуемыми - вплоть до полного запрета реакторного экспорта.

Эксперты и специалисты скрещивают шпаги в информационных битвах, лоббируя "за" или "против" лазерного обогащения урана. За их ходом внимательно следят "те-кому-положено" в большинстве стран-участников группы ядерных поставщиков (ГЯП). Их волнует один вопрос - готова ли мировая система экспорт-контроля к появлению SILEX?
     
В служебной инструкции для инспекторов системы контроля за экспортом чувствительных технологий, выпущенной в одной из стран Западной Европы содержится откровенное признание. Инспектора не смогут контролировать экспорт и импорт материалов и оборудования для SILEX-установок, так как детали SILEX-технологии засекречены Соединёнными Штатами. Не хочется даже думать, что случится, если террористы и подпольные ядерные торговцы узнают технические подробности лазерного обогащения раньше, чем правоохранительные органы.