Атомный реактор уже есть в Алматы. Как он устроен и для чего нужен
В Алматы уже почти семь десятилетий работает Институт ядерной физики (ИЯФ), на территории которого функционирует уникальный для нашей (и не только) страны атомный реактор. Перед референдумом о строительстве АЭС в Казахстане корреспонденты Tengrinews.kz попали внутрь режимного объекта, узнали, что скрывается за его стенами и поговорили с учеными.
В ИЯФ нас встречает заместитель генерального директора Евгений Ермаков.
"Институт был основан в 1957 году благодаря академику Канышу Сатпаеву. Общая площадь территории вместе с санитарно-защитной зоной составляет 129 гектаров. В институте работают около 700 сотрудников, из которых 630 - в Алматы. У нас ведь есть филиалы в столице и Аксае. Среди сотрудников - 70 докторов наук, кандидатов наук и PhD-специалистов", - бодро рассказывает он.
По словам Ермакова, сейчас ИЯФ - единственная организация в Казахстане, занимающаяся атомной энергией со всем спектром научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок и сотрудничающая с более чем 30 организациями мирового уровня.
Мы просим отвести нас сразу к главной цели визита: атомному реактору.
Вот оно - сердце института. Все стерильно, словно в операционной. Нам выдают белоснежные халаты, чепчики и бахилы. Экскурсию по стратегическому объекту проводит заместитель главного инженера по эксплуатации и ремонту исследовательского реактора Жаксылык Тезекбаев. Он работает здесь уже почти 17 лет.
"Исследовательский водо-водяной атомный реактор был введен в эксплуатацию в 1967 году. Изначально его номинальная мощность составляла 10 мегаватт, но после аварии на Чернобыльской АЭС мощность была снижена и меры безопасности значительно усилены," - объясняет инженер.
Эти красные устройства - амортизаторы - служат для повышения сейсмоустойчивости.
Дополнительные баки обеспечивают охлаждение реактора.
Реактор многофункционален. В отличие от АЭС, он не вырабатывает электроэнергию. Его используют в научных целях. В советское время здесь проводились исследования, включая работы в области сельского хозяйства. Подобных исследовательских реакторов осталось всего около шести на пространстве бывшего СССР.
"Принцип работы этого реактора аналогичен реакторам на АЭС. То есть, по сути, он является макетом большой атомной станции. И требования МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) к нему такие же," - объясняет инженер.
Топливо для реактора хранится в алюминиевых колбах, содержащих изотоп урана.
"Например, эта колба длиной 60 сантиметров, тогда как на крупных АЭС она достигает шести метров. Мощность исследовательского реактора составляет шесть мегаватт, тогда как на АЭС - 1200. Разница в 200 раз, но принципы те же," - продолжает инженер.
Изначально топливо (уран) обогащалось до 36,2 процента, но после подписания Казахстаном конвенции о нераспространении ядерного оружия уровень обогащения был снижен до 19,7 процента.
За 57 лет эксплуатации, как уточняет инженер, не было ни одного нарушения по линии МАГАТЭ и ни одного чрезвычайного происшествия.
Алматинский реактор работает циклично: 21 день непрерывной работы и девять дней на перезагрузку. Во время так называемого перерыва персонал анализирует результаты и готовит реактор к следующему циклу. В летний период, в течение 2,5 месяцев, проводятся плановые профилактические работы, включая ремонт и полное обследование.
"Что касается срока службы, у каждого реактора он проектируется на 40-50 лет. По завершении этого срока проводятся исследования, и если все в порядке, дается разрешение на дальнейшую эксплуатацию на 10 лет. Такой процесс может повторяться. К примеру, наш институт проходит освидетельствование каждые два года. На АЭС срок службы может составлять от 60 до 100 лет, в зависимости от типа реактора и его состояния", - объясняет эксперт.
Для чего в Алматы этот реактор?
Как объяснили нам ученые, на реакторе в Алматы ведутся не только научные исследования, но и производят радиоизотопы для медицины и промышленности. Так, здесь выпускают два ключевых изотопа - йод-131 и генераторы технеция на основе молибдена-99, которые применяются для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Ежегодно около 3,5 тысяч человек проходят диагностику и терапию с использованием этих препаратов. Без такой установки казахстанцам пришлось бы ехать за границу для получения дорогостоящих процедур.
Кроме того, здесь производят радиоизотопы для промышленности - иридий-192, цезий-137, сурьму-124, которые используются для контроля качества технологических процессов, в том числе сварных соединений трубопроводов.
Еще один интересный коммерческий проект - окрашивание топазов. Из Европы сюда отправляют природный топаз, который выглядит блекло. В природе ему понадобилось бы 100 лет, чтобы стать насыщенного синего цвета, но здесь этот процесс проходит всего за сутки.
Также здесь помогают археологам.
"Например, если кувшин, найденный при раскопках, потерял рисунок, мы можем облучить его и восстановить изображение, подобно компьютерной томографии," - объясняет Жаксылык Тезекбаев.
Многофункциональность реактора впечатляет. Мы задаем, возможно, наивный для ученого, но волнующий нас вопрос: "Можно ли здесь собрать ядерную бомбу или устроить взрыв, подобно Чернобыльскому?"
Инженер в ответ улыбается:
"Ни здесь, ни на АЭС этого сделать невозможно. Хотя уран используется как в атомной энергетике, так и в ядерном оружии, топливо на АЭС имеет обогащение до пяти процентов, что делает ядерный взрыв невозможным. Для создания атомной бомбы уран должен быть обогащен до 90 процентов. Для этого еще нужен плутоний и специальные условия, которыми мирная атомная энергетика не обладает. Что касается аварий, на Чернобыльской АЭС использовали одноконтурный реактор высокой мощности. От таких давно отказались, ведь технологии не стоят на месте. Сейчас АЭС строят на основе двухконтурных водо-водяных реакторов, которые считаются самыми безопасными".
Это автоматизированная система радиационного контроля. Зеленый цвет на датчиках означает, что все в порядке.
Как объясняют сотрудники института, радиационный фон невозможно ощутить или увидеть - его можно определить только с помощью приборов, таких как радиометр и дозиметр.
"При уровне радиации 0,36 микрозиверт - все хорошо. Но если дневная доза достигает 0,70, работать уже нельзя," - поясняют специалисты.
Ученые с улыбкой добавляют, что в городе показатели чаще выше, чем у них рядом с реактором.
"В городе иногда фиксируются значения 0,70 и даже один микрозиверт. Например, памятник Абаю, сделанный из гранитных горных пород, в жаркую погоду может излучать радиацию," - добавляют они.
Этот прибор предназначен для проверки радиационного загрязнения. Мы, конечно, тоже прошли тестирование на наличие бета- и гамма-излучения.
Работа с высокоактивными источниками
Спускаемся в горячие камеры. Их защитные стены, толщиной в один метр, обеспечивают безопасность. У каждой из пяти камер своя функция. В одну доставляются облученные материалы из реактора, в другой производится разрезка материалов, в третьей проводится сварка и испытания источников излучения, в остальных - перерабатывают радиоизотопы (йод-131, иридий-192 и другие).
"Иридий используется для проверки качества сварных швов. С его помощью просвечивается шов и видна его структура на рентгеновской пленке," - поясняет инженер горячей камеры Нурлан Сугурджанов.
Работа в горячих камерах требует высокого уровня мастерства. Манипулятор длиной три метра, используемый для работы с мельчайшими материалами, остается важным инструментом, несмотря на его 61 год службы. Но это не значит, что здесь нет современного оборудования - новомодные зарубежные аналоги оказались неудобны для наших специалистов, поэтому ядерщики предпочитают надежные и проверенные решения.
Нурлан Сугурджанов работает в горячих камерах уже 17 лет, и шесть из них ушли на то, чтобы отточить мастерство до совершенства. К слову, отец Нурлана тоже трудился в институте. А теперь здесь работают его жена и дочь.
Как отмечают сотрудники, семейных династий в институте немало.
А это святая святых. По сути, "мозг" реактора. В 2016 году пульт управления реактором был полностью обновлен. Оператор ведет круглосуточное наблюдение за его работой. Три монитора отображают все ключевые процессы. Кроме того, на объекте есть резервный пульт управления с дополнительным монитором, который позволяет управлять реактором даже в случае чрезвычайной ситуации.
Наша экскурсия продолжается. Мы прибыли в хранилище для отработавших источников ионизирующего излучения.
По словам заместителя директора Евгения Ермакова, объект соответствует всем международным стандартам МАГАТЭ. Здесь расположены 12 колодцев глубиной 7,5 метров. Все поступающие источники и отходы загружаются в специальные упаковки, которые затем опускаются в колодцы, ставятся одна на другую и остаются там на долговременное хранение. В этом пункте хранятся отходы не только института, но и других организаций.
"Сегодня у нас есть технологии переработки таких источников. Мы извлекаем радиоактивную часть, упаковываем ее в новую капсулу и возвращаем в эксплуатацию. Это яркий пример переработки радиоактивных отходов," - объясняет заместитель генерального директора института.
Отправляемся в лабораторию электрохимического преобразования и хранения энергии. Здесь разрабатывают наноматериалы, которые способны вырабатывать водород с помощью солнечного света. Помимо этого, в лаборатории проводят эксперименты по очистке воды с использованием биологических отходов. Также здесь ведутся разработки суперконденсаторов и литий-ионных батарей на основе пористых наноматериалов.
Старший научный сотрудник лаборатории нейтронной физики и руководитель группы "Физика УХН" Қылышбек Тұрлыбекұлы делится планами ИЯФ. И они грандиозные.
"Наш реактор дает нейтроны разной энергии, - объяснил он. - Быстрые нейтроны, возникающие при делении урана, нужно замедлить, чтобы использовать. В основном работают с тепловыми и холодными нейтронами, но наша цель — использовать ультрахолодные для поиска электрического дипольного момента, а если простыми словами, хотим доказать или опровергнуть Теорию большого взрыва. Если обнаружим его у элементарных частиц, это изменит фундаментальную модель физики. Это не только Нобелевская премия, но и важные приложения в прикладной физике", - говорит ученый.
Выходим из института, чтобы пообщаться с местными жителями. И узнать, как они относятся к работе научного объекта? Есть ли у них радиофобия?
"Здесь в основном работают местные, многие трудились на реакторе и циклотроне. Никакой опасности я не вижу. Мой муж тоже работал на реакторе. Живу здесь с 80-го года, а родом я из Семея, там прожила больше 20 лет", - говорит жительница микрорайона Алатау Людмила Подрываева.
Владимир, который прожил здесь всю жизнь, также уверен в безопасности: "Главное, что поселок тихий", - отметил он. Однако новоселы района относятся к институту с настороженностью: "Слова "ядерный" и "атомный" пугают". Сфотографироваться для статьи жители вежливо отказались.
Текст: Олеся Савченко.
Фото: Алихан Сариев.