Америка запускает новую волну ядерного распространения?

Менее чем за год малоизвестная технология обогащения урана настроила активистов из движения нераспространения против атомной промышленности. Разные люди говорят, что она либо станет революцией в деле создания ядерного топлива, либо создаст угрозу глобального распространения ядерного оружия. Новая технология обогащения называется разделение изотопов путем лазерного возбуждения (SILEX).

Газовая диффузия и газовое центрифугирование — это главные формы промышленного обогащения на сегодняшний день. В них напрямую используется разница в массе между изотопами неделящегося урана-238 и расщепляемого урана-235. А основанные на лазерном возбуждении методы рассчитаны на разницу в реагировании этих изотопов на электромагнитное возбуждение. Лазеры можно использовать для создания разных электрических зарядов в изотопах, чтобы затем разделять их и собирать, пропуская через электрическое поле.

В США в 1970-х годах предпринимались серьезные усилия по проектированию эффективных лазерных систем, которые можно было бы запустить в серийное производство, однако имевшиеся технические трудности преодолеть не удалось, и от этой работы в основном отказались.

Но сейчас General Electric и Hitachi, создав совместное предприятие Global Laser Enrichment, строят в Северной Каролине в городе Уилмингтон установку по разделению изотопов путем лазерного возбуждения.

Майкл Голдсуорти (Michael Goldsworthy), возглавляющий фирму SILEX Systems, которая первой разработала эту технологию, а потом передала лицензию на ее использование Global Laser Enrichment, называет лазерное обогащение «Священным Граалем». Сторонники этой технологии утверждают, что она станет революцией в атомной энергетике.

Хотя конкретные детали технологии SILEX строго засекречены, SILEX Systems сообщила, что эффективность обогащения у нее от 1,6 до 16 раз выше, чем у действующих центрифуг. Она требует гораздо меньше энергии, и капитальные затраты на строительство такого рода установок ниже, чем у существующих технологий обогащения. По словам сторонников SILEX, более дешевая и более эффективная технология обогащения приведет к снижению стоимости электричества и превратит атомную энергетику в более конкурентоспособную отрасль в борьбе с изменениями климата.

Эта технология также поможет США занять важный плацдарм на международном рынке обогащения. Традиционно американские предприятия по обогащению использовали технологию газовой диффузии, которая менее эффективна, чем используемые в Евросоюзе и России центрифуги. Раньше Соединенные Штаты были на Западе едва ли не монополистом в сфере обогащения, но постепенно утратили свою долю рынка — с 39% в 1995-м до 14% в 2008 году. Технология обогащения нового поколения может привести к повышению конкурентоспособности США на мировом рынке.

Критики утверждают, что несмотря на возможные выгоды и преимущества, потенциальные негативные последствия от технологии SILEX и других лазерных технологий слишком велики. Во-первых, кое-кто говорит, что ожидаемые выгоды преувеличиваются, и получат их в основном занимающиеся обогащением компании, но не среднестатистический потребитель.

Профессор Стэнфордского университета экономист Линда Коэн (Linda Cohen) подготовила в соавторстве с профессором физики и государственной политики из Джорджтаунского университета Фрэнсисом Слэйки (Francis Slakey) доклад, в котором они анализируют потенциальные последствия технологии разделения изотопов путем лазерного возбуждения с позиций затрат и выгод. На основе самых «щедрых», как они говорят, допущений, авторы делают прогноз о том, что экономические выгоды для американского потребителя будут ничтожны — менее двух долларов в месяц.

Столь малая экономия для конечного потребителя это результат особенностей расчета затрат в атомной энергетике. Основу расходов в атомной энергетике составляют начальные капитальные вложения. Но после того, как атомная электростанция построена, стоимость топлива там будет гораздо меньше, чем на угольных и газовых электростанциях. Расходы на обогащение составляют лишь 5 процентов от общего объема затрат на атомную энергию. А это значит, что даже при существенном снижении цен на услуги по обогащению суммы в счетах за электроэнергию уменьшатся довольно незначительно.

Наибольшую обеспокоенность у критиков технологии SILEX вызывает то, что она станет существенным подспорьем для тех сил, которые занимаются распространением ядерного оружия. Высокая эффективность технологии SILEX по сравнению с технологией центрифугирования повышает риск «сценария прорыва». Согласно сегодняшним оценкам, Иран может совершить такой прорыв и стать обладателем ядерного оружия за несколько месяцев. Но обретя технологию лазерного обогащения, он может получить ядерное оружие в считанные недели.

Эффективность такой технологии повышает привлекательность тайного обогащения. Повышение эффективности означает уменьшение производственных площадей и затрат на электроэнергию. От этого будет меньше заметно физическое присутствие мощностей по обогащению и их тепловые демаскирующие признаки. При использовании лазерных обогатительных мощностей отпадает необходимость в демаскирующих объектах обеспечения, которые нужны при использовании газовой диффузии и центрифугования, а также в электромагнитных излучателях.

В 2003 и 2004 годах МАГАТЭ сообщало о тайных попытках Ирана создать технологию лазерного обогащения. Летом этого года Институт науки и международной безопасности (Institute for Science and International Security) опубликовал доклад, в котором со ссылкой на данные космической разведки и открытые источники утверждалось, что программа лазерного обогащения может существовать в Иране до сих пор. По даням МАГАТЭ, у Ирака и Южной Кореи когда-то тоже были секретные программы лазерного обогащения.

В августе 2010 года представительница Global Laser Enrichment, не откликнувшаяся на просьбу дать комментарии для данной статьи, заявила порталу Global Security Newswire, что у предприятий SILEX будут вполне характерные и узнаваемые демаскирующие признаки. Однако она не стала уточнять, что это за признаки, а из-за вполне понятной завесы секретности вокруг новой технологии проверить данные утверждения очень трудно.

Несмотря на страхи по поводу распространения, в лазерных технологиях могут присутствовать некоторые особенности, из-за чего они окажутся неприменимыми для широкомасштабного производства высокообогащенного урана, который необходим при изготовлении ядерного оружия. Особенности технологии SILEX могут сделать ее пригодной для обогащения урана до уровня ядерного топлива, однако создавать с ее помощью высокообогащенный материал для ядерного оружия может быть слишком обременительно.

Далее, не все методы разделения изотопов путем лазерного возбуждения являются одинаковыми, и эти технологии могут найти свое применение не только в атомной энергетике. Та технология лазерного разделения изотопов, которая в настоящее время разрабатывается в Техасском университете, направлена на создание радиоактивных изотопов для медицины. По словам работающего над этим проектом профессора физики Марка Рейзена (Mark Raizen), хотя данная технология применима для производства медицинских изотопов, она может оказаться непригодной для разделения атомов урана, используемого в качестве топлива.

Небольшие мощности для разделения изотопов путем лазерного возбуждения способны помочь в создании радиоактивных изотопов для медицины, которые можно использовать в самых разных целях — от диагностирования тромбов до лечения некоторых видов рака. Некоторые отраслевые специалисты уже сейчас предупреждают о возможном общемировом дефиците медицинских изотопов. Только в прошлом месяце больницы канадской Британской Колумбии объявили, что им придется отложить проведение некоторых несрочных анализов из-за нехватки необходимых изотопов.

Эксперты дают высокую оценку General Electric за то, что она придерживается мер контроля ядерного экспорта. И конечно же, у компании есть мощные финансовые причины для защиты собственной производственной технологии. Ее сторонники заявляют, что это исключительно современная и передовая технология, и что вряд ли кто-то из преступных группировок сумеет разработать ее своими силами.

Действия по обеспечению защиты и безопасности данной технологии подтверждаются еще и тем, что это единственный находящийся в частной собственности производственный процесс, который засекречен американским правительством. Согласно Закону об атомной энергии, к «секретным данным» относится вся информация, касающаяся ядерного оружия и связанных с ним отраслей, вне зависимости от формы собственности. В 2001 году это положение было впервые применено для засекречивания технологии SILEX, хотя она целиком принадлежит частной компании.

Однако ее критики заявляют, что после разработки эта технология со временем получит широкое распространение. Они указывают на прошлые неудачи в обеспечении сохранности совершенно секретных и важных технологий, и на недолговечную монополию США на атомную бомбу. Некоторые противники SILEX заявляют, что если потенциальные распространители сумеют украсть или скопировать эту технологию, одной только демонстрации ее коммерческой выгоды будет достаточно, чтобы другие страны начали свои собственные программы лазерного обогащения.

Лазерные мощности по обогащению могут стать особенно привлекательными для иностранных компаний и организаций, учитывая конкретные характеристики международного рынка обогащения. Сегодня услуги на этом рынке оказывают, по сути дела, всего три поставщика: Россия, Европейский Союз и Соединенные Штаты Америки. Если исходить из традиционных критериев концентрации рынка, то сосредоточенная в одной стране отрасль с большой долей вероятности может нарушить американские антитрестовские законы. На таком рынке с высокой степенью концентрации появление дешевой и эффективной альтернативы типа SILEX может стать тем стимулом, которого не хватает некоторым странам для того, чтобы самим начать создание ядерного топлива и приступить к осуществлению ядерных программ.

«Иногда странам мешает в создании собственной атомной энергетики то, что им не хочется покупать топливо в США, Европе или в России. Но если они смогут осуществлять процесс обогащения самостоятельно, атомная энергия станет намного привлекательнее, — заявила Коэн. — Может также возникнуть такая ситуация, что если раньше та или иная страна даже не думала о создании атомной бомбы, то теперь, с появлением у нее собственных обогатительных установок сделать ее станет намного проще».

Возникают также вопросы о том, сумеет ли нынешняя система нераспространения, создававшаяся во времена центрифуг и установок газовой диффузии, успешно регулировать и надежно защищать новые технологии.

Роберт Шо (Robert Shaw), занимающий должность научного сотрудника и инструктора по экспортному контролю в Центре исследования вопросов нераспространения им. Джеймса Мартина, говорит о том, что секретность мешает тщательному анализу; однако существующие меры экспортного контроля за лазерным обогащением вкупе с первоклассными программами General Electric и Hitachi по соблюдению режима экспортного контроля лишат потенциальных распространителей возможности получать новые технологии. Он также отметил, что действующие национальные и международные директивы по экспортному контролю достаточно обширны и охватывают новые технологии, даже если конкретно в этих документах о них не говорится.

«Одно из положений в правилах Министерства торговли предусматривает принцип всеобщего охвата, — рассказал Шо. — Он означает, что если экспортер знает или имеет причины знать о том, что экспортируемый им товар может способствовать распространению оружия массового уничтожения, то он должен получить на него экспортную лицензию вне зависимости от уровня применяемых в нем технологий, и включен ли этот товар в контрольный список».

Далее Шо отметил, что значительная часть оборудования, в котором применяется разделение изотопов путем лазерного возбуждения, будет изготавливаться на заказ. Даже если у потенциального распространителя появятся планы и чертежи такого производства, заказ на ту или иную единицу оборудования, где используется технология SILEX, станет сигналом тревоги.

Однако надежно защитить предприятия, где будут применяться лазерные технологии, очень непросто. В докладе об обеспечении безопасности предприятий лазерного обогащения МАГАТЭ отметило, что его собственные знания об этой технологии «чрезвычайно ограничены, поскольку в настоящее время не существует охраняемых предприятий, применяющих разделение изотопов путем лазерного возбуждения». В докладе звучит предостережение о том, что директивы самого агентства о технологиях лазерного разделения изотопов «устарели», и что у него нет специалистов, хорошо знакомых с этими технологиями.

В американском списке заявленных установок в последней редакции, где перечислены компании, подпадающие под меры безопасности МАГАТЭ, нет предприятий Global Laser Enrichment по проектированию, испытаниям и прочей деятельности в сфере лазерного обогащения.

По мнению некоторых наблюдателей, истинная опасность скрывается не в самой технологии SILEX, а в том, что ее разработка раскрывает информацию об американском процессе регулирования в атомной отрасли.

Когда Комиссия по ядерному регулированию США думала о том, давать ли General Electric и Hitachi лицензию на предприятие в Северной Каролине, Американское физическое общество выступило с обращением, потребовав от комиссии внести официальные изменения в правила лицензирования, включив туда анализ нераспространения во всех вопросах практического строительства и разработки. Федерация американских ученых, Американская ассоциация содействия развитию науки и члены палаты представителей направили свои письма в поддержку предлагаемых изменений в правилах.

Комиссия по ядерному регулированию эти требования отвергла, заявив, что предлагаемый анализ на предмет нераспространения не поможет в принятии решений о лицензировании, и что в действующих законах и правилах уже учтены в должной мере риски распространения.

«Никто в правительстве США не проводит тщательный анализ на предмет нераспространения, хотя я считаю, что такой анализ необходим. Я в принципе не против этой технологии, — заявил старший научный сотрудник Фонда Карнеги за международный мир Джеймс Эктон (James Acton), работающий по программе ядерной политики. — Вполне возможно, при проведении такого анализа будет сделан вывод о том, что преимущества перевешивают риски. А если так, то мы должны запустить эту технологию в серийное производство. Но мне кажется сумасшествием запускать эту технологию в серийное производство до проведения всестороннего анализа».

Компания Global Laser Enrichment сообщила о проведении собственного анализа технологии SILEX на предмет распространения, однако отметила, что не стала публиковать его результаты в силу секретного характера этой информации. Эксперт, которому было поручено провести анализ, написал в своем заключении: «Единственное серьезное препятствие на пути распространения данной технологии — это намного более существенные технические трудности в ее реализации по сравнению с обогащением в центрифугах».

Однако в тех же выводах анализа отмечается, что сам доклад объемом всего в семь страниц, три из которых посвящены биографиям его авторов. «Если анализ действительно занимает четыре страницы, то это несерьезная оценка, — сказал Эктон. — Если хотите взглянуть на серьезную оценку, есть анализ Министерства обороны по вопросам нераспространения, связанный с планом администрации Буша по атомной энергетике и подготовленный в конце ее правления. Там почти 200 страниц. Я там не со всем согласен, но это серьезный аналитический документ. А четыре страницы, если говорить откровенно, это издевательство».

Дэвид Логан — научный сотрудник Северо-Восточного университета.