Широко известно е, че вследствие работата на ядрените електроцентрали се произвеждат и силно радиоактивни ядрени отпадъци. Те трябва внимателно да се складират, за да се предотврати всяка възможност за радиоактивно облъчване. За целта е необходимо изграждането на специални хранилища, напълно изолирани от хората и природната среда.
Не по-малко известно е също, че ядрените отпадъци на съществуващите понастоящем ядрени електроцентрали ще бъдат радиоактивни хиляди години напред. Повечето хранилища за ядрени отпадъци, изградени към самите централи, предвиждат само краткосрочно съхранение на тези опасни вещества. Едва от сравнително скоро се проектират и изграждат хранилища за дългосрочно съхранение на ядрени отпадъци. Пример за такова хранилище за дългосрочно съхранение на ядрени отпадъци е финландското хранилище „Онкало“ – система от дълбоки подземни галерии, прокопани в геологически много стабилна част от земната кора, разположена далеч от земетръсни зони, вулкани и разломи. Предвижда се, че по този начин ядрените отпадъци могат да се съхраняват в продължение на хиляди години без да замърсяват природата и да облъчват населението. За съжаление, не всеки терен е подходящ за създаване на подобни хранилища, а тяхното изграждане е скъпо и увеличава общата цена за ядрена енергия. Същевременно, за да се реши проблемът с ядрените отпадъци, трябват още хранилища – както за съществуващите към момента отпадъци, така и за тези, които ще се появят тепърва, защото ядрените електроцентрали ще работят и през следващите десетилетия, предвид световния глад за електричество.
Само в САЩ има 93 ядрени реактора за производство на електроенергия. В това число не се включват реакторите за изследователски или военни цели. Тези 93 реактора са разположени на 55 различни места. От момента на своето създаване, в средата на миналия век, до днес ядрените електроцентрали само в САЩ са произвели около 80 000 тона ядрени отпадъци. Всяка година американските ядрени електроцентрали добавят нови 2000 тона ядрени отпадъци. В момента и в САЩ, и по света най-масово използваната технология в ядрената енергетика е т. нар. реактор с лека вода, в който се извършва делене на изотопа уран 235.
Още през 60-те години на XX в. обаче са разработени т. нар. реактори с бързи неутрони, в които може да се извлича енергия и от изотопите, които днес се изхвърлят като отпадък от съществуващите ядрени електроцентрали. През 50-те и 60-те години се е смятало, че залежите от уран са много по-малко, отколкото се е оказало в действителност. Стремежът към икономисване на урана е стимулирал развитието на тази технология. Наред с това при реакторите с бързи неутрони се произвежда плутоний, което е правело споменатия тип реактори приложим и за военни цели. От 1964 г. до 1994 г. в САЩ е действал експериментален реактор с бързи неутрони, в който успешно се е извличала енергия от радиоактивни изотопи, които днес се изхвърлят като ядрен отпадък. Заради изобилието на уранови находища обаче, както и заради специфичната международна обстановка в края на Студената война, технологията е изоставена. Днес, заради все по-осезаемия енергиен глад в световен мащаб, прилагането на подобни технологии отново излиза на дневен ред. Важно е да се подчертае, че производството на електроенергия от преработени ядрени отпадъци с помощта на реактори с бързи неутрони е добре изпробвана технология. Това производство не е нито експериментално, нито теоретично.
При това положение резонен е въпросът защо технологията не се прилага? От една страна, намирането на нови находища дълго време, е премахвало икономическия стимул. Наред с това, както имахме повод да споменем при реакторите с бързи неутрони се произвежда плутоний, а американското правителство, по обясними причини, предпочита неговото производство да не бъде широко достъпно, особено в определени държави. Сега обаче нуждите от енергия растат, уранът е невъзобновяем източник на енергия и е важно да се намалят ядрените отпадъци. Реакторите с бързи неутрони обаче не са безотпадъчни. Те също създават ядрени отпадъци, които са не по-малко радиоактивни от тези на сегашните реактори, но са в значително по-малко количество. Изчислено е, че реактори с бързи неутрони биха могли да захранват вътрешния пазар на САЩ с електроенергия за около 100 години като използват наличните към момента ядрени отпадъци. С увеличаването на цените на електроенергията става икономически рентабилно да започне масовизация на тази технология.
През 2019 г. Министерството на енергетиката на САЩ е обявило, че иска да създаде тестов реактор с бързи неутрони. До 2022 г. обаче този проект не е получил финансиране от държавата и на практика не е започнал. Забавянето на САЩ в комерсиализацията на тази технология обаче има опасност да предостави водещата позиция в тези изследвания на Китай и на Русия, които активно проучват възможностите на реакторите с бързи неутрони. Докато американската държава се бави в подкрепата си за развитието на тази технология, частни компании са поели инициативата в такава посока. В такива изследвания инвестират т. нар ядрени стартъп компании Oklo и TerraPower. Основният инвеститор в TerraPower е Бил Гейтс. Тези компании споделят разбирането, че произвеждането на електроенергия от ядрени отпадъци ще облекчи кризата за енергия.
Но за да може ядрените отпадъци да бъдат усвоени от реакторите с бързи неутрони, необходимо е преди това да се преработят. Оказва се, че в момента само Русия и Франция имат действащи индустриални инсталации за преработка на отработено ядрено гориво. Това означава, че другите държави са принудени или да изпращат своите ядрени отпадъци за преработка там или тепърва да започнат изграждането на собствени инсталации. Сега, след започването на войната в Украйна, едва ли някоя демократична страна - производител на ядрена електроенергия, би избрала да си сътрудничи с Русия. Това означава, че ще трябва да се строят нови инсталации. TerraPower е заявила, че ще инвестира в инсталации за преработка на ядрени отпадъци, за да създаде независима от други държави верига за доставки. Представители на Oklo твърдят на свой ред, че очакват да имат собствена инсталация за преработване на ядрени отпадъци до края на десетилетието.
Гладът за енергия рано или късно ще накара все повече държави и частни инвеститори да обърнат внимание на ядрените отпадъци и на практика да ги превърнат във вид годни за преработка вторични суровини. Високата цена за дългосрочното им съхранение ще ни накара да търсим методи за тяхното намаляване. Затова технология, която увеличава възможностите за добив на електроенергия и същевременно редуцира количеството на ядрените отпадъци става още по-привлекателна. Изобилието на уранови находища не е даденост, това е невъзобновяема суровина. Приключва периодът, в който уранът можеше се експлоатира неикономично. Ако Европа и САЩ не побързат да инвестират в тази двойно изгодна технология, рискуват да бъдат изпреварени от други държави с големи енергийни нужди като Китай и Индия. Притеснителен проблем, свързан с тези реактори, е производството на плутоний, който може се ползва за ядрени оръжия. Историята на севернокорейската ядрена програма обаче показва, че дори и с много тежки международни санкции и забрана за износ на ядрени технологии към дадена страна, един решен на всичко режим, може да създаде свое ядрено оръжие. Изкуственото спиране на развитието на реакторите с бързи неутрони, за да се ограничат възможностите за производство на ядрени оръжия, е обречено на неуспех.
Не по-малко известно е също, че ядрените отпадъци на съществуващите понастоящем ядрени електроцентрали ще бъдат радиоактивни хиляди години напред. Повечето хранилища за ядрени отпадъци, изградени към самите централи, предвиждат само краткосрочно съхранение на тези опасни вещества. Едва от сравнително скоро се проектират и изграждат хранилища за дългосрочно съхранение на ядрени отпадъци. Пример за такова хранилище за дългосрочно съхранение на ядрени отпадъци е финландското хранилище „Онкало“ – система от дълбоки подземни галерии, прокопани в геологически много стабилна част от земната кора, разположена далеч от земетръсни зони, вулкани и разломи. Предвижда се, че по този начин ядрените отпадъци могат да се съхраняват в продължение на хиляди години без да замърсяват природата и да облъчват населението. За съжаление, не всеки терен е подходящ за създаване на подобни хранилища, а тяхното изграждане е скъпо и увеличава общата цена за ядрена енергия. Същевременно, за да се реши проблемът с ядрените отпадъци, трябват още хранилища – както за съществуващите към момента отпадъци, така и за тези, които ще се появят тепърва, защото ядрените електроцентрали ще работят и през следващите десетилетия, предвид световния глад за електричество.
Само в САЩ има 93 ядрени реактора за производство на електроенергия. В това число не се включват реакторите за изследователски или военни цели. Тези 93 реактора са разположени на 55 различни места. От момента на своето създаване, в средата на миналия век, до днес ядрените електроцентрали само в САЩ са произвели около 80 000 тона ядрени отпадъци. Всяка година американските ядрени електроцентрали добавят нови 2000 тона ядрени отпадъци. В момента и в САЩ, и по света най-масово използваната технология в ядрената енергетика е т. нар. реактор с лека вода, в който се извършва делене на изотопа уран 235.
Още през 60-те години на XX в. обаче са разработени т. нар. реактори с бързи неутрони, в които може да се извлича енергия и от изотопите, които днес се изхвърлят като отпадък от съществуващите ядрени електроцентрали. През 50-те и 60-те години се е смятало, че залежите от уран са много по-малко, отколкото се е оказало в действителност. Стремежът към икономисване на урана е стимулирал развитието на тази технология. Наред с това при реакторите с бързи неутрони се произвежда плутоний, което е правело споменатия тип реактори приложим и за военни цели. От 1964 г. до 1994 г. в САЩ е действал експериментален реактор с бързи неутрони, в който успешно се е извличала енергия от радиоактивни изотопи, които днес се изхвърлят като ядрен отпадък. Заради изобилието на уранови находища обаче, както и заради специфичната международна обстановка в края на Студената война, технологията е изоставена. Днес, заради все по-осезаемия енергиен глад в световен мащаб, прилагането на подобни технологии отново излиза на дневен ред. Важно е да се подчертае, че производството на електроенергия от преработени ядрени отпадъци с помощта на реактори с бързи неутрони е добре изпробвана технология. Това производство не е нито експериментално, нито теоретично.
При това положение резонен е въпросът защо технологията не се прилага? От една страна, намирането на нови находища дълго време, е премахвало икономическия стимул. Наред с това, както имахме повод да споменем при реакторите с бързи неутрони се произвежда плутоний, а американското правителство, по обясними причини, предпочита неговото производство да не бъде широко достъпно, особено в определени държави. Сега обаче нуждите от енергия растат, уранът е невъзобновяем източник на енергия и е важно да се намалят ядрените отпадъци. Реакторите с бързи неутрони обаче не са безотпадъчни. Те също създават ядрени отпадъци, които са не по-малко радиоактивни от тези на сегашните реактори, но са в значително по-малко количество. Изчислено е, че реактори с бързи неутрони биха могли да захранват вътрешния пазар на САЩ с електроенергия за около 100 години като използват наличните към момента ядрени отпадъци. С увеличаването на цените на електроенергията става икономически рентабилно да започне масовизация на тази технология.
През 2019 г. Министерството на енергетиката на САЩ е обявило, че иска да създаде тестов реактор с бързи неутрони. До 2022 г. обаче този проект не е получил финансиране от държавата и на практика не е започнал. Забавянето на САЩ в комерсиализацията на тази технология обаче има опасност да предостави водещата позиция в тези изследвания на Китай и на Русия, които активно проучват възможностите на реакторите с бързи неутрони. Докато американската държава се бави в подкрепата си за развитието на тази технология, частни компании са поели инициативата в такава посока. В такива изследвания инвестират т. нар ядрени стартъп компании Oklo и TerraPower. Основният инвеститор в TerraPower е Бил Гейтс. Тези компании споделят разбирането, че произвеждането на електроенергия от ядрени отпадъци ще облекчи кризата за енергия.
Но за да може ядрените отпадъци да бъдат усвоени от реакторите с бързи неутрони, необходимо е преди това да се преработят. Оказва се, че в момента само Русия и Франция имат действащи индустриални инсталации за преработка на отработено ядрено гориво. Това означава, че другите държави са принудени или да изпращат своите ядрени отпадъци за преработка там или тепърва да започнат изграждането на собствени инсталации. Сега, след започването на войната в Украйна, едва ли някоя демократична страна - производител на ядрена електроенергия, би избрала да си сътрудничи с Русия. Това означава, че ще трябва да се строят нови инсталации. TerraPower е заявила, че ще инвестира в инсталации за преработка на ядрени отпадъци, за да създаде независима от други държави верига за доставки. Представители на Oklo твърдят на свой ред, че очакват да имат собствена инсталация за преработване на ядрени отпадъци до края на десетилетието.
Гладът за енергия рано или късно ще накара все повече държави и частни инвеститори да обърнат внимание на ядрените отпадъци и на практика да ги превърнат във вид годни за преработка вторични суровини. Високата цена за дългосрочното им съхранение ще ни накара да търсим методи за тяхното намаляване. Затова технология, която увеличава възможностите за добив на електроенергия и същевременно редуцира количеството на ядрените отпадъци става още по-привлекателна. Изобилието на уранови находища не е даденост, това е невъзобновяема суровина. Приключва периодът, в който уранът можеше се експлоатира неикономично. Ако Европа и САЩ не побързат да инвестират в тази двойно изгодна технология, рискуват да бъдат изпреварени от други държави с големи енергийни нужди като Китай и Индия. Притеснителен проблем, свързан с тези реактори, е производството на плутоний, който може се ползва за ядрени оръжия. Историята на севернокорейската ядрена програма обаче показва, че дори и с много тежки международни санкции и забрана за износ на ядрени технологии към дадена страна, един решен на всичко режим, може да създаде свое ядрено оръжие. Изкуственото спиране на развитието на реакторите с бързи неутрони, за да се ограничат възможностите за производство на ядрени оръжия, е обречено на неуспех.
