Российское образование мирового класса!

Цель Проекта 5-100 – максимизация конкурентной позиции группы ведущих российских университетов на глобальном рынке образовательных услуг и исследовательских программ.

НОВОСТИ


75 лет спустя: университеты Проекта 5-100 делают атомные технологии безопаснее

20 октября 2020 года

В этом году отечественная атомная отрасль отмечает свое 75-летие. 20 августа 1945 года был создан специальный комитет при Государственном комитете обороны СССР и Первое Главное управление при Совете народных комиссаров СССР, в задачу которых входило достижение «ядерного» паритета с США. Все силы советской науки в то время были направлены на достижение этой цели. Технологии, созданные для производства мощнейшего оружия, стали основой для мирного использования атома.

Атомная промышленность с самого начала была крепко связана с фундаментальной наукой.  Эта «родовая» связь сохраняется и сегодня. В ведущих научных центрах России продолжают разрабатывать новые технические решения для этой сферы. Более того, ядерную индустрию и сейчас, спустя 75 лет, можно назвать одной из наиболее перспективных, так как ее практический потенциал огромен. Многие уникальные разработки, основанные на использовании возможностей атома, появляются благодаря вузам Проекта 5-100. О некоторых из них мы рассказываем в этом материале.

Церемония открытия памятника "Создателям атомного проекта" академикам Игорю Курчатову, Якову Зельдовичу и Юлию Харитону. Фото: Анастасия Барей/"Страна Росатом"

Потенциальный ущерб окружающей среде, который может быть нанесен в результате аварии на ядерных объектах, остается одним из основных факторов, препятствующих распространению атомных технологий.  Поиском способов снижения этой опасности заняты ученые многих стран мира. Работы в этом направлении активно ведутся в московских МИФИ и «МИСиС», а также в Дальневосточном федеральном университете.

Ученые НИЯУ МИФИ совместно с коллегами из Японии проводят исследования, направленные на поиск методов безопасного вывода из эксплуатации атомных электростанций. В основу этой работы легли данные, полученные после катастрофы на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году.  Специалисты анализируют радиационные и ядерные свойства кориума – расплава элементов, который образуется при авариях на атомных реакторах. Научные коллективы МИФИ, Токийского технологического института и Токийского городского университета собрали информацию о структуре кориума, полученного на японской АЭС. На основе этих данных были созданы модели частиц расплава и детализированная модель кориума. Результаты этой работы будут использованы для улучшения методики замера радиационных характеристик данного вещества.

Еще одним заметным успехом сотрудников НИЯУ МИФИ стало создание уникального устройства – эмиссионного детектора нейтринного излучения, способного улавливать нейтрино – мельчайшие частицы с крайне малой массой. Нейтрино настолько малы, что легко проходят сквозь любое защитное покрытие реактора, поэтому такой детектор позволяет удаленно контролировать процессы в самом сердце АЭС. С помощью этой системы мониторинга в будущем удастся избежать катастроф, подобных тем, что произошли в Фукусиме или Чернобыле. Кроме того, нейтринный детектор очень важен для фундаментальной науки, так как он поможет понять, что происходит в недрах Солнца.

Межкафедральная лаборатория экспериментальной ядерной физики НИЯУ МИФИ

В другом московском вузе, НИТУ «МИСиС», совсем недавно был проведен успешный эксперимент по созданию специального материала, который будет использован в устройстве для предотвращения разрушительных последствий катастроф на АЭС третьего поколения. Разработка получила название «устройство локализации расплава», которое представляет из себя капсулу для установки в гермообъеме ядерных реакторов госкорпорации «Росатом». Такая «ловушка» станет частью пассивной защиты атомной электростанции и будет предназначена для изоляции фундамента и почвы от кориума. Устройство весом 750 тонн сделают в форме конуса и расположат на дне шахты непосредственно под реактором. Внутри оно будет наполнено так называемым жертвенным металлом, состоящим в основном из оксидов железа и алюминия. В случае аварии наполнитель растворяется в расплавленном топливе реактора, уменьшает его объемное энерговыделение и увеличивает поверхность теплообмена.

«Проведение такого уникального эксперимента является беспрецедентным для НИТУ "МИСиС“. Нам удалось в лаборатории смоделировать аварийный режим работы ядерного реактора и отследить поведение различных материалов, предлагаемых для изготовления ловушки, – рассказывает один из создателей устройства, заведующий лабораторией «Гибридные наноструктурные материалы», Александр Комиссаров. – Анализ поведения материалов позволит рассчитать минимальный уровень прочности корпуса ловушки, обеспечивающий гарантированное и безопасное устранение последствий расплавления активной зоны реактора. Ловушка способна предотвратить тяжелые последствия аварии на АЭС, но, уверен, что с развитием сегодняшних атомных технологий безопасности она никогда не будет в действии».

Лаборатория "Гибридные Наноструктурные материалы" НИТУ "МИСиС". Фото: пресс-служба НИТУ "МИСиС" / Сергей Гнусков

В свою очередь, сотрудники Дальневосточного федерального университета создают механизмы контроля и минимизации радиационного заражения. Так, специалисты вуза совместно с коллегами из Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук разработали сорбционную установку для анализа морской воды на содержание радионуклидов, которые могут выделяться в окружающую среду, в том числе в результате техногенной катастрофы на ядерном объекте. С помощью аппарата можно быстро провести экологический мониторинг радиационного фона в морской воде с точность более 90 процентов. Для получения результата необходимо прокачать через устройство от 100 до 400 литров морской воды.

Ученые Школы естественных наук ДВФУ с коллегами из того же Института химии ДВО РАН предложили свою технологию синтеза сорбента для отчистки воды от радиоактивных элементов. Вещество найдет свое применение для обеззараживания жидких радиоактивных отходов атомных электростанций и ликвидации последствий аварий на ядерных объектах. Производить реагент предполагается из композитного порошка из «вольфрамовой бронзы». Полученный сорбент в виде гранул или пористых таблеток можно использовать для отчистки питьевой воды от опасных радионуклидов цезия и стронция.

Судя по темпам повышения безопасности ядерных реакторов и других технологий, основанных на использовании свойств атомного ядра, мы имеем все шансы встретить столетие этой индустрии в мире, где окончательно «укрощенный» атом обеспечивает выработку львиной доли энергии, необходимой человечеству. И университеты Проекта 5-100 играют в этом важном деле далеко не последнюю роль.