Опыт в атомной энергетике есть, или Чем занимается алматинский Институт ядерной физики

Вся страна обсуждает строительство первой в Казахстане атомной электростанции. Неравнодушные граждане посещают общественные слушания, прислушиваются к мнениям экспертов. Ведь уже через пару-тройку месяцев вопрос о строительстве АЭС в стране встанет перед казахстанцами на референдуме.

На каком этапе развития находится казахстанская атомная наука? Способна ли страна обеспечить АЭС топливом и кадрами? На эти и другие вопросы ответили специалисты единственного в Казахстане центра фундаментальных и прикладных исследований атомной отрасли. 

Исследование и производство

Алматинский Институт ядерной физики существует с 1957 года и за это время внёс немалый вклад в развитие отечественной науки. На его базе работают исследовательский атомный реактор, несколько ускорителей, критический стенд и циклотрон. Учёные не только исследуют потенциал мирного атома, но и создают коммерчески успешные продукты. Генеральный директор ИЯФ Саябек Сахиев с гордостью подчеркнул: продукцию, производимую в стенах института, экспортируют в пять стран.

"Мы выпускаем продукцию трёх видов: радиоизотопы для медицинского использования, источники ионизирующего излучения для промышленности и ядерные трековые мембраны. Часть доходов идёт на оплату труда наших светил. Есть учёные, которые зарабатывают вдвое больше меня. Мы готовы расширять линейку. К примеру, институт может полностью покрыть потребность страны в препаратах для лечения и диагностики онкологии. Но чтобы добиться этого, нужно подготовить кадры в сфере здравоохранения. Мы с Минздравом этот вопрос неоднократно обсуждали, но пока он в работе", – рассказал глава института.

Недавно ИЯФ принял стратегический план развития на 2024–2033 годы. За этот период учёные намерены внедрить как минимум две мировые технологии, вдвое нарастить количество научных публикаций и разместить как минимум одну статью в журнале Nature – одном из самых авторитетных научных изданий мира. 

Саябек Сахиев утверждает: в Казахстане ядерная отрасль развивается стремительно, стране есть чем гордиться. Но широкий общественный интерес привлекает не научная деятельность института, а опыт эксплуатации атомного реактора. На фоне обсуждений строительства АЭС казахстанцев интересует безопасность ядерной энергии, и учёные могут многое об этом рассказать или даже показать.

По словам руководителя, посетить институт может любой желающий. Чтобы попасть на экскурсию, нужно отправить заявку на электронную почту, на адрес, которой указан на сайте.

Мини-версия

В Институте ядерной физики есть на что посмотреть. Учреждение располагает единственным в Казахстане атомным реактором. Исследовательскую установку ВВР-К запустили в 1967 году, с тех пор она обеспечила сотни облучательных циклов.

Аббревиатура ВВР-К расшифровывается как "Водо-водяной реактор – Казахстан" и это принципиально важное замечание, поскольку для строительства первой в стране АЭС рассматривают именно водо-водяную конструкцию.

Заместитель главного инженера по эксплуатации ВВР-К Жаксылык Тезекбаев рассказал, что тепловая мощность реактора составляет всего 6 МВт. Но этого достаточно для проведения исследований и производства.

"В качестве топлива мы используем диоксид урана. Теплоносителем является обессоленная вода, а замедлителем и отражателем – вода и бериллий. Это водо-водяной реактор, используемый в атомных станциях, но в уменьшенном масштабе. За годы работы мы ни разу не сталкивались с серьёзными авариями. Поэтому утверждение, что у казахстанских специалистов нет опыта работы с атомными реакторами, неверно. Сегодня ВВР считается самой надёжной конструкцией. И у человечества накопился большой опыт эксплуатации таких установок", – добавил специалист. 

Разговоры о том, что исследовательский реактор обеспечивает электроэнергией весь институт, – не более чем миф. Как уточнили инженеры, у реактора нет элементов для преобразования тепловой энергии в электрическую. Зато есть "горячие" камеры, химические боксы, газо-вакуумные петлевые установки и система нейтронной радиографии. 

ВВР-К не вырабатывает электроэнергию, зато пригоден для производства радиоизотопов, легирования кремния, ресурсных испытаний топлива, радиационного окрашивания топазов и разных исследований.

Годы в холодном бассейне

Облучательный цикл на ВВР-К длится 21 день. После его завершения реактор перезапускают, а топливные стержни меняют местами или вовсе изымают.  

Даже когда топливные элементы вынимают из активной зоны реактора, они продолжают выделять тепло. Этот процесс длится годы, поэтому после извлечения их хранят в специальном водяном резервуаре (бассейне). Когда стержни перестанут активно выделять энергию, их отправят на захоронение или переработку.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) тщательно контролирует процесс использования и захоронения ядерного топлива. Далеко не все страны имеют право на долгосрочное хранение отработанного урана 235, ведь продукты его распада можно использовать для изготовления ядерного оружия. Поэтому алматинский институт не захоранивает отработанные стержни, а отправляет их в Россию.

Международное сотрудничество

Но в исследовательском центре всё же есть хранилище радиоактивных веществ. Пункт долговременного хранения отработанных радионуклидных источников построили в 2022 году в рамках программы энергетического партнёрства между Министерством энергетики РК и Департаментом энергетики США.

Там, на глубине 7,5 метра хранятся отработанные источники гамма- и нейтронного излучения. Ионизирующее излучение получают при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и активно используют в производстве.

Активы, реализовавшие свой потенциал, упаковывают в свинцовые цилиндры и помещают в специальную подземную ячейку с помощью манипулятора. Все этапы транспортировки, упаковки и захоронения контролирует дозиметрист – специально обученный человек, в обязанности которого входит измерение и учёт уровня радиации. 

В таком состоянии радиоактивные вещества могут храниться сотни лет, не нанося вреда окружающей среде. В случае необходимости любой из контейнеров можно извлечь. 

База для практики

Ещё одной важной задачей института является подготовка кадров. Практику на базе ИЯФ проходят студенты Казахского национального университета имени аль-Фараби, Евразийского национального университета имени Гумилёва и ещё двух университетов Усть-Каменогорска.

После практики кто-то остаётся работать в ИЯФ, кто-то уезжает за границу, а кто-то ищет альтернативные способы применения полученных навыков. Атомная отрасль в РК довольно специфичная, поэтому потребность в специалистах невелика. Если казахстанцы проголосуют за строительство АЭС, то спрос на физиков-ядерщиков вырастет. 

"Основная часть работников станции – это оперативный и обслуживающий персонал. Специалистов с высшим научным образованием нужно не так много. И мы способны подготовить высококвалифицированные кадры для работы на АЭС", – считает Саябек Сахиев. 

Учёный добавил: в Казахстане много талантливых, трудолюбивых и перспективных специалистов. Если создать рабочие места и комфортные условия, то они будут работать на благо страны, а не уезжать за границу.