Дипломная работа: Ядерные исследования в странах Латинской Америки

Ядерные программы Бразилии и Аргентины развивались на фоне напряженных усилий мирового сообщества по предотвращению появления ядерного оружия в Латинской Америке, которые увенчались созданием в регионе ЗСЯО согласно договору Тлателолко.

1.1 Аргентина

Аргентина относится к государствам, которые сразу после окончания второй мировой войны начали работать в области создания ядерных технологий. В 1950 году была учреждена Национальная комиссия по атомной энергии, которая к 1953 году разработала программу исследований и начала добычу урана. В 1955 году между Аргентиной и США было подписано соглашение о сотрудничестве в области атомной энергии, одним из результатов которого было создание в 1958 году первого исследовательского ядерного реактора RA-1 в Буэнос-Айресе. Активное развитие аргентинской ядерной программы было отчасти связано с тем, что в 1953 году ядерная программа была принята и Бразилией, и с этого времени в течение более 30 лет началось соревнование в ядерной области между двумя странами. После создания реактора RA-1 Аргентина оказалась в состоянии построить собственными силами к 1967 году еще три исследовательских ядерных реактора: RA-0 в Кордобе, RA-2 и RA-3 в Буэнос-Айресе.

В этот же период времени Аргентина развивала инфраструктуру, необходимую для строительства первого энергетического ядерного реактора. 1 июня 1968 года было начато строительство ядерного реактора Атуча-1 при поддержке западногерманского концерна Сименс. Этот реактор, относящийся к классу PHWR[ 1] с электрической мощностью 335 МВт был сдан в эксплуатацию 24 нюня 1974 года. Также в этот период времени в Буэнос-Айресе было создано лабораторное производство по переработке отходов ядерного топлива (ОЯТ) и выделению плутония. Это производство было закрыто в 1973 году после непродолжительной работы и выделения не более 1 кг плутония.

Работы в ядерной оружейной области возобновились с 1976 года, когда к власти в Аргентине пришли военные. Аргументом для этого послужила договоренность Бразилии. С ФРГ в 1975 году о получении технологий получения ядерного цикла. В 1978 году началось создание второй линии переработки ОЯТ в Буэнос-Айресе производительностью в 10-20 кг. плутония в год. Вследствие экономических трудностей и давления со стороны мировой общественности и США эта работа была прекращена в копне 80-х годов прошлого столетия.

В 1978 году была начата работа над проектом создания завода по обогащению урана в Пилканьесе (Рио-Негро). Этот проект был инициирован рядом факторов: усилением независимости ядерной программы Аргентины oт развитых государств, борьбой за лидерство в Латинской Америке и ядерным соревнованием с Бразилией. Хотя военное правительство объявило, что этот проект направлен на развитие гражданской ядерной энергетики, было ясно, что его основная задача - поддержка военных программ, так как ядерные реакторы Аргентины, работающие на тяжелой воде не требуют обогащенного урана.

После поражения в войне с Великобританией за Фолклендские (Мальвинские) острова и приход к власти гражданского правительства (1983 год) в ядерной политике Аргентины произошли радикальные изменения. Новое правительство поставило ядерную программу под гражданский контроль и законодательным образом запретило реализацию ядерных проектов в военных целях. В 1985 году было достигнуто соглашение с Бразилией, которое со временем поставило под совместный контроль все ядерные установки в обеих странах.

В августе 2006 года Аргентина приняла новый стратегический план развития национальной атомной промышленности. Его основными целями являются массовое производство относительно дешевой электроэнергии и внедрение достижений атомной индустрии в промышленность и здравоохранение.

1.2 Бразилия

Причиной начала работ по созданию ядерного оружия Бразилией принято считать наличие аналогичных программ у ее исторического соперника - Аргентины. Бразилия начала создавать свою ядерную инфраструктуру с помощью Западной Германии, Франции и США.

Бразилия впервые начала ядерные исследования в 1930-е годы, когда на ее территории были открыты большие месторождения урана. Это стало началом ядерного сотрудничества с США: на основе соглашения, заключенного в 1940 году, Соединенные Штаты получали доступ к бразильскому урану, а Бразилия - американские технологии и оборудование. В начале 1950-х годов Бразилия начала процесс создания собственной ядерной программы и активные закупки технологий у различных стран Запада. В 1957 году с помощью США был построен первый бразильский реактор. США предоставили необходимую помощь, взамен Бразилия согласилась использовать ядерную энергию исключительно в мирных целях и предоставила американским специалистам права контроля за деятельностью своих ядерных объектов.

В 1974 году Бразилия декларировала свою заинтересованность в развитии ядерной энергетики. Причинами стал рост экономики страны и скачок мировых цен на нефть. Тогда Бразилия оказалась перед дилеммой: опираться исключительно на собственные силы и использовать собственный уран, либо делать ставку на обогащенный уран. К тому времени отношения Бразилии и США ухудшились, и латиноамериканская страна начала поиск новых партнеров. В 1975 году, несмотря на протесты Вашингтона, она подписала соглашение с ФРГ о поставке восьми ядерных реакторов, оборудования для обогащения урана и выработки плутония. В результате, Бразилия получила АЭС и, кроме этого, стала обладателем всей технологической цепочки, необходимой для производства ядерного оружия. В том же году Бразилия начала секретную военную программу по созданию атомной бомбы. Тогда международное сообщество опасалось, что технологии, задействованные в бразильской программе по созданию космических ракет-носителей, могут быть использованы для производства баллистических ракет.

В 1987 году Бразилия объявила, что разработала технологию обогащения урана. Тогда ряд международных экспертов пришли к выводу, что Бразилия сможет создать свою атомную бомбу в течение 15-20-ти лет. Однако к тому времени в Бразилии усилились демократические силы, которые умерили аппетиты военных. Все ядерные программы были переданы под контроль парламента. В 1988 году в конституцию страны было внесено положение, согласно которому все ядерные исследования должны вестись исключительно в мирных целях. В 1990 году, после избрания первого "гражданского" президента Фернандо Де Мелло, был символически закрыт секретный ядерный полигон, предназначенный для проведения военных испытаний. Специальная комиссия парламента тогда объявила, что в 1980-е годы военные разработали две конструкции атомных зарядов - мощностью 20 и 30 килотонн (по неподтвержденным сведениям Бразилия смогла изготовить 6 ядерных зарядов). Были резко сокращены государственные ассигнования на ядерные программы. Тем не менее, Бразилия не стала отказываться от ряда планов, например, создания собственной ядерной субмарины. Договор о нераспространении ядерного оружия был подписан Бразилией лишь в 1997 году. Тогда же появились сообщения, что Бразилия намерена возродить ряд военных ядерных программ.

В 2003 году на президентских выборах в стране победил левый политик Луис Игнасио да Силва, который обвинил государства "ядерного клуба" в двойной морали - нежелании уничтожить свой ядерный потенциал и давлении на иные страны, которые пытаются устранить подобную несправедливость. Впрочем, да Силва впоследствии заявил, что Бразилия не намерена создавать ядерное оружие. В 2004 году появились сообщения о странной активности Бразилии, которая закупила материалы, обычно используемые для производства ядерного оружия. Кризис был разрешен после того, как Бразилия допустила международных инспекторов на все свои ядерные объекты.

1.3 Куба

В пятидесятые годы Куба, как и многие другие государства, находилась в числе стран, с которыми США подписали соглашения о сотрудничестве в ядерной области (в рамках политики Атомы для мира). Этот документ предусматривал осуществление программ, которые должны были обеспечить доступ к новому источнику энергии. Тем не менее, эти договоренности так и остались на бумаге. В 1947 году, на третий год правления режима Грау Сан-Мартина, был принят указ, который, как и многие решения в те годы, просто не мог быть выполнен, учитывая положение дел на Кубе. 8 ноября президент подписал указ №4054(2) о создании Национальной комиссии по использованию атомной энергии в невоенных целях. Комиссия действовала при Национальном институте гидрологии и климатологии министерства здравоохранения и соцобеспечения. Перед комиссией были поставлены следующие цели: исследование в области атомной энергии и ее использования в мирных целях, в основном в сфере здравоохранения и других отраслях экономики; поиск естественных источников атомной энергии на Кубе; распространение радиоактивных материалов, веществ и лекарственных препаратов среди частных и государственных медицинских учреждений; предоставление стипендий и проведение курсов повышения квалификации специалистов; определение и утверждение стандартов радиологической защиты; проверка эффективности мер обнаружения радиации и контроль над деятельностью, связанной с радиоактивностью, в масштабах страны. В большинстве развитых стран того времени основной областью мирного использования атома было применение радиоактивных веществ в медицине в терапевтических целях. Куба обладала терапевтическим оборудованием, которое работало, в том числе, и на радоне, получаемом при распаде радия. Запасы последнего были уничтожены к концу сороковых годов из-за скрытых опасностей, возникавших при обращении с ним из-за ненадежных систем контроля над дозировкой. Между 1947 и 1948 годом в стране впервые начали использоваться радиоиглы для лечения рака кожи. Неумелое обращение с технологией, отсутствие представлений об угрозах радиации и недостаточные меры предосторожности привели к тому, что три человека, практиковавших этот метод лечения, подверглись облучению и потеряли несколько пальцев на руках.

В 1950 году на Кубе впервые для лечения рака были применены радиоизотопы. Они были закуплены в одной американской аптеке, хранились и применялись в кустарной лаборатории, созданной при больнице Королева Мерседес в Гаване. Лишь в 1958 году в стране впервые появилась кобальтовая бомба для терапевтического облучения. Причем ее появление никак не было связано с деятельностью министерства здравоохранения и соцобеспечения, поскольку это была личная инициатива двух кубинских врачей, которые и установили соответствующее оборудование в помещении Радиевого института Хуан-Бруно Сайяс для личного и общественного пользования. В июне 1955 года был принят указ о роспуске комиссии и замене ее Комиссией по ядерной энергии Кубы (КЯЭК). К этому времени администрация Эйзенхауэра в США провозгласила политику Атомы для мира. КЯЭК, действовавшая под эгидой Национального совета экономики, влачила эфемерное существование и не имела реального бюджета. Комиссия поставила также необычную для того времени задачу, подтвердив необходимость изучения возможностей установки реакторов на Кубе и осуществления контроля и инспекций над соответствующей ядерной деятельностью. Несколько недель спустя, в сентябре 1955 года делегация комиссии приняла участие в 1-й Международной конференции по мирному использованию атомной энергии, состоявшейся в Женеве. В июне 1956 года президент Кубы подписал соглашение о совместном сотрудничестве в области ядерной энергии с администрацией Эйзенхаура, которая установила такого рода договоренности и с 37 другими странами. Документ предусматривал, как это ни удивительно, строительство лаборатории для ядерных исследований с реактором мощностью в один мегаватт, ускорителем Ван дер Граффа на 2,5 МэВ, источником кобальта-60 для гамма излучения и несколькими дополнительными лабораториями.

К концу года по итогам этой бурной деятельности в Гаване был проведен 1-й Национальный форум по мирному использованию атомной энергии, организованный КЯЭК. Это было пропагандистское мероприятие, на котором были изложены перспективы развития национальной ядерной программы.

Однако радужная картина, которую столь старательно создавали, значительно отличалась от реальной политической и социально-экономической ситуации. Преувеличенный оптимизм первых лиц в КЯЭК должен был укрепить веру в то, что применение ядерной энергии приведет к крупному качественному скачку. Подтверждением тому служит доклад, который в середине 1957 года был передан техническим директором комиссии ректору Гаванского университета Клементу Инклану. Документ содержал претенциозный план подключения университета к исследованиям в ядерной области. Проект включал в себя адекватную поддержку работы кафедры ядерной физики, создание Института ядерных исследований при факультете точных наук и организацию ядерной лаборатории для преподавания и исследований, которая имела бы ускоритель частиц. Ответ Клемента Иклана был пессимистичен: «Что касается планов подключения Гаванского университета к ядерным исследованиям, считаю своим долгом сообщить Вам, что данный план будет принят во внимание, когда экономическое положение нашего академического центра позволит проводить вышеназванные исследования». Но и через два года после создания КЯЭК и объявления о грандиозных планах (которые в целом напоминали предложения, сделанные Гаванскому университету) ничего сделано не было. Предприняв ряд неудачных попыток заставить правительство сделать подобные капиталовложения, КЯЭК намеревалась убедить университет взять эти расходы на себя. В конце 1970х гг. Куба приняла решение создать инфраструктуру, необходимую для освоения ядерной энергетики, как часть комплексной стратегии развития страны. Для этой цели были подписаны два основополагающих соглашения с правительством Советского Союза. Первое из них предусматривало разработку конструкции, поставку и строительство атомной электростанции в составе двух блоков на базе реактора типа ВВЭР-440, а именно его улучшенной модели В318. Второе соглашение предусматривало разработку, поставку и строительство ядерного исследовательского центра, имеющего исследовательский реактор типа ИРТ мощностью 10 МВт (советской разработки), а также критическую сборку (реактор с нулевой мощностью, разработанный в Венгрии). При этом ранее существовавшее соглашение с этой страной было включено в структуру нового договора. Данные межправительственные соглашения и контракты по их выполнению были подготовлены и подписаны, причем в них ни в коем случае не предусматривалось наличие положений о поставке ядерных материалов. В 1980х гг. в целом, а в особенности во второй половине десятилетия, Куба достигла значительных успехов в ядерной области. Была создана соответствующая инфраструктура, которая обеспечивала безопасное использование ядерной прикладной техники, поэтому естественными новыми шагами вперед были строительство атомной электростанции в Хурагуа, а также разработка и строительство Ядерного исследовательского центра.

Однако из-за серьезных изменений, которые произошли в мировой политической системе в конце 1980х и начале 1990х гг., кульминацией которых стал распад Советского Союза, выполнение вышеупомянутых соглашений было приостановлено. В свете этого, а также хорошо известных внешнеполитических факторов, кубинское правительство решило скорректировать стратегические направления развития ядерной программы Кубы.

5 сентября 1992 г. строительство атомной электростанции в Хурагуа было временно приостановлено по экономическим и финансовым причинам. Большая часть материалов, поставленных для первого блока, а также часть из них, предназначенная для второго блока, хранились на площадках, специально созданных для этой цели. Осуществлялась весьма дорогостоящая программа, выполнение которой позволяло поддерживать строящуюся станцию в должном состоянии с тем, чтобы иметь возможность возобновить строительные работы, как только позволят обстоятельства. Было проведено технико-экономическое исследование, которое показало инженерную и экономическую целесообразность продолжения строительства. Следует отметить, что это обстоятельство предотвратило участие в проекте третьих сторон – тех, которые потенциально могли бы принять участие в завершении и вводе в строй АЭС, – несмотря на известный интерес, который был ими проявлен к этому проекту.

Данный краткий исторический обзор был бы неполным без описания наиболее фантастического проекта того времени: установки реактора на кипящей воде на небольшой АЭС, которую Кубинская электрическая компания планировала построить в центре острова недалеко от болот Сапата. Мощность реактора должна была составлять 11,5 МВт. Эту идею пришлось отбросить после оценки затрат, хотя с самого начала было понятно, что этот план не может быть успешно реализован. В то время надежность реакторов была крайне невысокой, поскольку отсутствовала какая-либо значимая статистика относительно их функционирования. Кроме того, чтобы достичь некой рентабельности, необходима была АЭС с мощностью более 200 МВт. Это количество превысило бы все имеющиеся энергетические мощности на Кубе, как минимум, на 50%, что создало бы серьезный дисбаланс в национальной энергетической системе. Установка же в 11,5 МВт не представляла никакой экономической ценности, поскольку некоторые тепловые станции (например, ТЭС в районе Регла) имели генераторы мощностью до 60 МВт. Учитывая вышеизложенное, можно предположить, что Electric Bond and Share – американская материнская корпорация Кубинской электрической компании – намеревалась лишь поэкспериментировать с новой технологией. Не был реализован и аналогичный проект по установке реактора в 20,5 МВт в районе Санта-Люсии в провинции Пинар-дель-Рио, предложенный лондонской Mitchell Engineering Ltd., связанной с American Machine and Foundry Co.

На самом деле, цели КЯЭК не могли быть реализованы в то время, как минимум, по трем причинам. Во-первых, в стране, которая была столь далека от прогресса в экономике, не мог увеличиться спрос на энергию. А экономическая ситуация лишь ухудшалась. Электрификация страны охватила только половину населения, общая мощность имеющихся электростанций не превышала 400 МВт. Не возросли бы потребности даже сахарной промышленности, не говоря уже об отсталом сельскохозяйственном производстве. Во-вторых, отсутствовала экономическая и научная инфраструктура необходимая для развития программы ядерной энергетики. Не было объединенной национальной электроэнергетической системы с линиями высокой мощности, не было промышленного потенциала для внедрения передовых технологий, не было научных учреждений и квалифицированного персонала для решения таких задач. В-третьих, развитие ядерной энергетики или создание условий для такого развития отнюдь не являлись национальными приоритетами Кубы[2] .

1.4 Мексика

Интерес Мексики к ядерной энергии возник в далеком 1960 году. Первые конкретные шаги были сделаны в 1966 году, когда началась первичная разработка мест для строительства АЭС под эгидой CFE и Национальной Комиссии по Ядерной Энергии. К концу 60х правительство пришло к выводу, что АЭС могут играть значительную роль в Мексике. В 1969 году CFE объявила конкурс на строительство 600-мощного ядерного реактора и разослала приглашения на участие в тендере нескольким производителям. Проекты были получены в начале 1970 года, а конечное решение о строительстве было принято в середине 1972 года. В 1976 началось строительство двух блоков АЭС Lagunaverde по 654МВт каждый. Первый блок был готов к 1990 году, а второй к 1995 году.

Предварительные исследования, целью которых был поиск подходящего места для строительства АЭС, CNEN и CFE начали в 1966 году, А в 1969 CFE объявила тендер на строительство первой АЭС с мощностью 600 МВт.

Национальная Комиссия по Ядерной Энергетики(Comisión NacionaldeEnergiaNuclear (CNEN)) была образована в 1956 году с целью подготовки почвы для внедрения ядерной энергетики и ядерных установок в стране. CNEN осуществляла всю ядерную деятельность в стране (разработка урановых месторождений, ядерные исследования и ядерный контроль) кроме выработки электроэнергии ядерным путем (это было под полной ответственностью CFE) и утилизации радиоизотопов. Со временем CNEN была трансформирована в Национальный Институт Ядерной Энергетики (InstitutoNacionaldeEnergiaNuclear (INEN)).

В 1979 INEN была заменена тремя организациями: Национальный Институт ядерных исследований (InstitutoNacionaldeInvestigacionesNucleares (ININ)), отвечающий за все виды исследований, Мексиканский Уран (URAMEX), отвечающий за поиск руды и производство урана и Национальная Комиссия по Ядерной Безопасности и Защите (ComisionNacionaldeSeguridadNuclearySalvaguardia (CNSNS)), отвечающая за безопасность и ядерный контроль. В 1985 году URAMEX была ликвидирована, а все её функции перешли Министерству Энергетики страны

В феврале 2007 года CNEN подписала контракт с испанскими компаниями IberdrolaEnineering и Alstom на поставку новых турбин и генераторов на LagunaVerde стоимостью в 605 млн долларов США. На АЭС были модифицированы турбина и конденсатор и заменены электрический генератор, пароперегреватель и экономайзер[3] . Это позволило увеличить мощность на 20% - примерно на 285МВт. С одобрения CNSNS реакторы были постепенно модернизированы в период с 2008-2010гг.