Безопасный атом начинается с науки: какую роль играют исследовательские реакторы Казахстана
Инфраструктура Национального ядерного центра позволяет испытывать ядерное топливо и материалы, моделировать тяжёлые аварии и разрабатывать технологии для реакторов нового поколения.
Развитие атомной энергетики невозможно без собственной научно-исследовательской базы, считает директор филиала «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РК Виктор Бакланов. По его словам, именно исследовательские реакторы и экспериментальные установки позволяют заранее проверять технологии, изучать поведение топлива и материалов в различных условиях и тем самым формировать научную основу для безопасного развития атомной энергетики Казахстана.
Сегодня атомная энергетика рассматривается многими развитыми странами как один из источников низкоуглеродной электроэнергии. Казахстан также взял курс на развитие собственной атомной энергетики. Однако строительство современных атомных электростанций требует не только соответствующих технологий, но и масштабной научной работы — испытаний, расчётов, проверки инженерных решений и обоснования безопасности.
«За любым современным атомным проектом стоят не только технологии строительства электростанций, но и многолетние научные исследования, испытания, проверка и обоснование безопасности. Именно эту работу выполняют на исследовательских реакторах и экспериментальных установках», — отметил Виктор Бакланов.
Исследовательские реакторы как научные лаборатории
В отличие от энергетических реакторов, предназначенных для производства электроэнергии, исследовательские установки используются прежде всего для научных и экспериментальных работ. На них специалисты изучают поведение ядерного топлива и конструкционных материалов, моделируют различные режимы работы реакторов, в том числе нештатные ситуации, испытывают новые технологии и проверяют инженерные решения.
По словам Виктора Бакланова, результаты таких исследований позволяют совершенствовать системы безопасности, подтверждать инженерные расчёты и создавать технологии для реакторов новых поколений, включая реакторы поколения III+ и IV, а также малые модульные реакторы (SMR).
«Исследовательские реакторы — это, по сути, специфические научные лаборатории. Здесь можно проверить то, что впоследствии будет использоваться при проектировании и эксплуатации атомных электростанций. Такие исследования позволяют не только оценивать поведение топлива и материалов, но и совершенствовать системы безопасности и разрабатывать технологии для реакторов нового поколения», — сказал он.
Что исследуют в Национальном ядерном центре
Для Казахстана наличие собственной исследовательской инфраструктуры имеет особое значение. Национальный ядерный центр РК располагает научно-технической базой, которая позволяет проводить комплексные исследования в области ядерных и перспективных термоядерных технологий.
Одной из ключевых экспериментальных установок Центра является импульсный графитовый реактор (ИГР). На протяжении многих лет он используется для изучения поведения ядерного топлива в условиях, максимально приближенных к тяжёлым авариям. Полученные результаты применяются для совершенствования расчётных кодов и систем безопасности современных атомных электростанций.
«На ИГР мы можем исследовать поведение ядерного топлива в условиях, приближенных к тяжёлым аварийным сценариям. Полученные экспериментальные данные необходимы для совершенствования расчётных моделей и повышения надёжности систем безопасности», — отметил директор филиала «Институт атомной энергии».
Другой важный объект — реакторный комплекс «Байкал-1», в состав которого входит исследовательский реактор ИВГ.1М. На его базе проводятся испытания ядерного топлива и конструкционных материалов, изучаются теплофизические процессы и экспериментально проверяются инженерные решения для атомной энергетики.
После проведения реакторных испытаний образцы направляются в материаловедческий комплекс. Там специалисты анализируют изменения структуры и свойств материалов после воздействия нейтронного облучения и высоких температур. Это позволяет оценивать ресурс конструкционных материалов, разрабатывать новые материалы и подтверждать безопасность их применения.
От тяжёлых аварий до термоядерных технологий
Научная инфраструктура НЯЦ РК включает также специализированные экспериментальные стенды. В частности, EAGLE предназначен для исследования процессов, сопровождающих тяжёлые аварии с плавлением активной зоны реакторов на быстрых нейтронах.
На стенде изучается взаимодействие расплавленного топлива с конструкционными материалами, а также механизмы локализации и охлаждения расплава.
Экспериментальный стенд «Лава-Б» позволяет исследовать взаимодействие высокотемпературного расплава с материалами защитных конструкций реактора на тепловых нейтронах. Результаты этих работ используются при совершенствовании расчётных моделей и разработке современных систем безопасности атомных электростанций.
Отдельное направление связано с термоядерной энергетикой. Материаловедческий токамак KTM является первой и единственной в Центральной Азии специализированной экспериментальной установкой такого типа. На нём исследуется взаимодействие высокотемпературной плазмы с конструкционными материалами и испытываются материалы, которые в будущем могут применяться в термоядерных энергетических установках.
«Сегодня научная инфраструктура должна решать задачи не только существующей атомной энергетики, но и технологий будущего. Поэтому исследования, которые проводятся на токамаке KTM, экспериментальных стендах и реакторных установках, имеют значение для развития как ядерной, так и термоядерной энергетики», — подчеркнул Виктор Бакланов.
Казахстанские исследования востребованы за рубежом
Исследовательские реакторы ИГР и ИВГ.1М, материаловедческий комплекс, стенды EAGLE и «Лава-Б», а также токамак KTM формируют единую экспериментальную базу НЯЦ РК. Она позволяет проводить исследования полного цикла — от испытаний топлива и материалов до моделирования тяжёлых аварий и разработки технологий для атомной и термоядерной энергетики.
Научный потенциал Центра также развивается в рамках международного сотрудничества. На его базе реализуются совместные проекты с Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ), а также научными организациями Франции, США, Японии, России и других стран.
По словам Виктора Бакланова, результаты исследований казахстанских специалистов востребованы при создании реакторных технологий нового поколения и способствуют развитию международного научного сотрудничества.
При этом применение исследовательских реакторов не ограничивается исключительно энергетикой. Такие технологии используются также в медицине, экологии, материаловедении, производстве радиоизотопов и подготовке высококвалифицированных специалистов.
«Для Казахстана наличие собственной исследовательской базы сегодня приобретает стратегическое значение. Она позволяет проводить независимую научную оценку безопасности, развивать отечественные компетенции, готовить специалистов и участвовать в решении актуальных задач мировой ядерной науки», — отметил Виктор Бакланов.
По его словам, именно сочетание научных исследований, экспериментальной проверки и накопленного опыта позволяет создавать основу для безопасного развития атомной энергетики.
«Безопасное развитие атомной энергетики начинается с науки, современных исследований и экспериментальной проверки технологий», — резюмировал директор филиала «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РК.
Источник: rus.azattyq-ruhy.kz
