Бывший Семипалатинский ядерный полигон: что там происходит сейчас и чем занимаются учёные-ядерщики

Национальный ядерный центр РК – научно-техническое объединение, созданное на базе бывшего Семипалатинского испытательного полигона 25 мая 1992 года. Основная миссия центра заключается в научно-технической поддержке политики правительства Казахстана в области мирного использования атомной энергии.

Учёные центра занимаются исследованиями в сферах атомной энергетики, технологий управляемого термоядерного синтеза и водородной энергетики. Кроме того, НЯЦ РК выполняет работы в области радиационной безопасности и экологии Казахстана, обеспечивает поддержку режима нераспространения и Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, а также оказывает информационную и кадровую поддержку атомной отрасли.

Ядерный центр находится в небольшом городке Курчатове в Абайской области, в 45 км от поля, где в XX веке были испытаны первая атомная и термоядерная бомбы. Во времена СССР Курчатов был закрытым городом со строжайшим пропускным режимом. Теперь же сюда приглашают журналистов, в числе которых оказалась и корреспондент Informburo.kz.

Дорога из Курчатова к месту испытаний Национального ядерного центра оказалась ухабистой и заняла около полутора часов. Из-за того, что это место находится под строгой охраной, сами работники с улыбкой говорят, что такая дорога создаёт своего рода "преграду" для тех, кто пытается добраться до него.

Первым делом журналистов попросили надеть белые халаты. Затем научные сотрудники провели гостей в пультовую реактора ИВГ.1М.

"Мы находимся в пультовой реактора ИВГ.1М. Это один из исследовательских реакторов, который эксплуатируется в Национальном ядерном центре. Он является уникальной установкой. Это один из наших реакторов, на котором мы реализуем разные задачи в целях развития атомной энергетики и обоснования её безопасности", – рассказал заместитель директора по испытаниям Института атомной энергии Национального ядерного центра Вячеслав Гныря. 

По его словам, одной из важных работ, проведённых за последнее время, стала конверсия реактора – перевода его на работу на низкообогащённом урановом топливе, которое не представляет угрозу распространения ядерного оружия как высокообогащённое топливо.

"18 мая этого года у нас состоялся первый торжественный пуск с новым ядерным топливом. Высокообогащённое топливо, используемое ранее, было заменено на новое – с низким обогащением. Мы сейчас с уверенностью можем заявить о том, что это топливо даже более безопасно, чем то, что было раньше", – добавил он.

C 1978 года разные страны, использующие исследовательские реакторы, подписали международные соглашения о переходе этих реакторов на низкообогащëнное урановое топливо (НОУ). В начале 2000-х Казахстан также присоединился к числу этих стран.

"Также одной из главных целей, которой нам удалось достичь, стало улучшение характеристик реактора – расширились возможности с точки зрения реализации более сложных экспериментов", – отметил Вячеслав Гныря.

На ИВГ.1М были проведены эксперименты по исследованию перспективных материалов ядерной и термоядерной техники. Полученные результаты, по словам сотрудников центра, широко используются в мировой науке.

Когда журналисты спросили, насколько высок уровень радиации в помещении, Вячеслав Гныря пояснил, что он вдвое ниже, чем в обычном городе.

НЯЦ РК активно  сотрудничает с другими странами. Центр реализовал несколько крупных научно-исследовательских проектов совместно с японскими компаниями Toshiba Corporation и Marubeni Utility Services. Результаты исследований центра нашли применение в проектах действующих и проектируемых реакторов Японии. 

"Мы не просто безопасно эксплуатируем реакторы, мы также проводим эксперименты на очень высоком уровне. У нас есть заказчики из таких продвинутых и компетентных стран в атомной энергетике, как Япония, Франция, США, РФ", – подчеркнул Вячеслав Гныря. 

Следующая установка – "Лава-Б". Она используется для моделирования ситуаций, которые могут произойти при серьёзных авариях в ядерных энергетических реакторах с водяным охлаждением, когда активная зона начинает плавиться.

"На этой установке мы можем имитировать тяжёлые аварии на действующих и строящихся реакторах поколения 3 и 3+. Здесь можно увидеть ловушку расплава – одну из локализующих систем безопасности. Она устанавливается под реактором, и в случае самой тяжёлой аварии, когда происходит плавление топлива и конструкционных материалов, ловушка позволяет не пропустить расплав в окружающую среду – он падает в ловушку и находится там", – объяснил Вячеслав Гныря. 

На установке EAGLE проводятся исследования, которые направлены на смягчение последствий тяжёлых аварий ядерного энергетического реактора четвёртого поколения. Основная задача заключается в минимизации возможности разрушения защитных барьеров реактора. Такая мера должна предотвратить выход кориума и продуктов деления в окружающую среду.

На установке EAGLE также проводятся эксперименты в рамках казахстанско-японского сотрудничества. С момента запуска центра было проведено около 70 экспериментов. Результаты этих исследований уже нашли применение как в работающих, так и в проектируемых реакторах Японии.

Другое направление работы Института атомной энергии – термоядерный синтез, который считается неиссякаемым, экологически чистым источником энергии будущего. Это направление пока находится на стадии исследований и разработок во всём мире. Например, в 2020 году во Франции началась сборка ИТЭР – крупнейшей в мире международной термоядерной установки. Первые эксперименты на ИТЭР запланированы на вторую половину этого десятилетия, а старт полномасштабных испытаний ожидается в 2036 году.

Исследовательская установка токамака КТМ в НЯЦ РК была введена в эксплуатацию в 2019 году. Учёные создали уникальную плазменно-пучковую установку, которая помогла исследовать воздействие плазмы на разные материалы термоядерного машиностроения. 

"Отсутствие установок для изучения термоядерного синтеза и физики плазмы в Казахстане подтолкнуло к идее создания комплекса. Уникальность установки заключается в том, что здесь есть транспортно-шлюзовое устройство, которое необходимо для перегрузки образцов в вакуумной камере без её разгерметизации. Таких новшеств нигде пока нет", –  объяснил руководитель комплекса "Токамак КТМ" Дмитрий Ольховик.

По словам эксперта, установка служит исключительно для научных целей и не предполагает производства энергии.

"Установка предназначена для изучения потенциальных материалов, превращаемых в плазму, и даёт возможность изучить физику плазмы. Следующий этап – строительство первой термоядерной станции промышленного исполнения DEMO", – подчеркнул Дмитрий Ольховик. 

Научно-техническая поддержка строительства АЭС в Казахстане – ещё одно направление работы Национального ядерного центра.

Сотрудники центра уже определили местоположение приоритетных зон для строительства, а также выбрали оптимальный тип реакторной установки. Кроме того, исследователи провели анализ аспектов безопасности, оценку инфраструктуры и вопросов обращения с радиоактивными отходами.

О том, почему АЭС последних поколений безопасны, рассказал сотрудник Национального центра РК Денис Зарва.  

"АЭС оказывает минимальное воздействие на окружающую среду по сравнению с другими источниками генерации энергии. В отличие от ТЭЦ, которые генерируют огромные эмиссии парниковых газов, оксидов серы и азота, АЭС не производит таких выбросов. Кроме того, вблизи ТЭЦ радиоактивный фон может быть повышенным, в то время как вблизи АЭС наблюдается природный радиоактивный фон", – рассказал заместитель главного инженера НЯЦ, учёный Денис Зарва. 

Он связывает это с тем, что углеводородное топливо, используемое в тепловой энергетике, изначально содержит природные радионуклиды, которые рассеиваются вместе с выбросами в атмосферу. В результате радиоактивный фон вблизи ТЭЦ может быть повышен в 5-7 раз.

Говоря о воздействии АЭС на водоёмы, учёный отметил, что к строительству предполагаются водо-водяные двухконтурные реакторы. 

"Первый контур, который прямо взаимодействует с топливными сборками, не имеет прямого соединения со вторым контуром. Контуры связаны между собой через теплообменник. Второй контур циркулирует теплоносителем в виде воды и пара, направляясь к турбинам. Водоём может быть отнесён к третьему контуру. Даже при возможных протечках вода из первого контура не попадает в водоём. Электростанции не строятся непосредственно на озере: вместо этого создаются водопроводные пути и бассейны для испарителей и охладителей. Тёплая вода не сбрасывается в озеро, поэтому не оказывает никакого воздействия на водоём", – объяснил учёный. 

Сейчас одним из вариантов для размещения АЭС рассматривается посёлок Улкен вблизи озера Балхаш. Общество раскололось во взглядах на вопрос о необходимости строительства АЭС в Улкене. Экоактивисты считают, что возведение АЭС угрожает Балхашу. Их опасения обусловлены тем, что средняя глубина озера Балхаш составляет лишь шесть метров.

На вопрос журналиста о том, как атомная станция повлияет на обмеление озера Балхаш, Денис Зарва ответил следующее: 

"Два энергоблока мощностью 1,2 гигаватта каждый в самом неблагоприятном сценарии с потерей влаги в атмосферу, имеют около 63 миллионов кубических метров безвозвратных потерь из-за испарения. Это всего лишь 0,3% от естественного испарения озера. Это настолько незначительное количество, что им можно пренебречь".

Вопрос о строительстве АЭС в Казахстане остаётся открытым. В своём послании Касым-Жомарт Токаев поручил принять окончательное решение после проведения общенационального референдума.