Одним из важных направлений деятельности предприятий атомно-промышленного комплекса РК является выполнение работ по созданию и развитию ядерной энергетики Казахстана.
В этом году исполняется 26 лет сотрудничеству между Национальным ядерным центром Республики Казахстан и организациями, институтами и компаниями Японии в области мирного использования атомной энергии и ядерных технологий. Деловое партнерство, начавшееся с исследований по обоснованию безопасности атомной энергетики, расширяет сейчас круг вопросов в области мирного развития атомной энергетики. В декабре прошлого года в Токио с компанией JAEA подписано пятилетнее соглашение по сотрудничеству в научных исследованиях в области атомной энергии и технологий.
EAGLE – резонансный проект
Сегодня в Казахстане, совместно с Японией, успешно реализуется проект EAGLE, внедряющий экспериментальную программу, направленную на поиск путей для смягчения последствий тяжелых аварий с плавлением материалов активной зоны реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем.
– EAGLE – это экспериментальная проверка состоятельности теоретической концепции развития тяжелой аварии реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Это поиск решений по исключению аварий с повторной критичностью в перспективных реакторах на быстрых нейтронах. EAGLE является резонансным проектом, которому уделяется большое внимание не только руководством НЯЦ, но и Министерством энергетики РК. Министерство, выделяя перспективность исследований в обоснование конструкции активной зоны наиболее перспективного реактора из числа реакторов Поколения 4, оказывает всестороннюю поддержку и помощь в реализации проекта, – отметил генеральный директор Национального ядерного центра РК (г. Курчатов) Эрлан Батырбеков.
По его словам, выполнение проекта EAGLE способствует повышению научного авторитета JAEA и НЯЦ РК, поскольку работы по проекту относятся к глобальной проблеме обеспечения безопасности объектов атомной энергетики. Кроме того, учеными обеих стран будет приобретен уникальный опыт разработки и испытаний высокотехнологичных элементов конструкций ядерных установок. Полученные результаты выполненных исследований будут использованы в разработке конструкций активных зон перспективных реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, обладающих свойствами внутренней самозащищенности в отношении тяжелых аварий.
Вместе с TOSHIBA
В настоящее время, начиная с 2012 года, НЯЦ РК по заказу компании TOSHIBA, при посредничестве Marubeni US, Ltd, проводит работы по другим перспективным проектам – CORMIT и «Fukushima Dеbris».
– Проект CORMIT направлен на экспериментальное исследование взаимодействия расплава материалов активной зоны водоохлаждаемого реактора (LWR – Light Water Reactor) с различными высокотемпературными защитными материалами, которые могут быть нанесены на бетонное основание подреакторной ловушки расплава, что обеспечит удержание в ловушке расплава активной зоны при тяжелой аварии. Экспериментальные исследования по проекту CORMIT выполнялись с 2012 до 2016 года. В рамках проекта выполнено десять крупномасштабных экспериментов на внереакторной установке «Лава-Б», проведено около 70 маломасштабных экспериментов, – рассказал Эрлан Батырбеков.
Главная цель другого проекта «Fukushima Dеbris» – моделирование и последующее изучение свойств застывших фрагментов расплава активной зоны реакторов АЭС «Фукусима 1», что необходимо для создания конструкций и механизмов, которые будут использоваться в процессе извлечения затвердевших фрагментов расплава активной зоны аварийных реакторов АЭС «Фукусима 1».
Работы по проекту проводились с 2014 по 2016 год.
По информации специалистов, в процессе реализации проекта были проведены три крупномасштабных эксперимента на установке «Лава Б» и 12 маломасштабных экспериментов на стенде ВЧГ 135, выполнен комплекс материаловедческих исследований по определению свойств затвердевшего кориума, изучены возможности резки затвердевшего кориума абразивным инструментом и оценена скорость процесса резки. Сегодня прорабатывается вопрос дальнейших исследований по проекту FUKUSHIMA.
– В прошлом году проведены встречи с руководителями компаний Toshiba Corp и Marubeni Utility Services, где были обсуждены текущие и перспективные проекты, определены основные направления совместных работ и разработан план дальнейших действий, – сообщила начальник управления научно-аналитической информации и международного сотрудничества РГП «НЯЦ РК» Наталья Утенкова. – Удачно сложились работы по проекту CORMIT-2, в рамках которого проведена серия экспериментов, результаты которых, а также высокий уровень компетентности специалистов Казахстана, стали важной составляющей перспектив казахстанско-японского сотрудничества в сфере атомной энергетики.
История и будущее проектов
– Параллельно с выполнением программ COTELS и IVR AM изучались возможности проведения исследований на экспериментальной базе НЯЦ РК в обоснование безопасности реакторов на быстрых нейтронах, – добавил генеральный директор НЯЦ РК Эрлан Батырбеков.
В хронике сотрудничества в разные годы – посещение НЯЦ японскими специалистами из TIT (Tokyo Institute of Technology – Токийский Технологический Институт), JNC (Japan Nuclear Cycle Development Institute – Японский институт развития ядерного топливного цикла, ныне японское агентство JAEA), а также из японских фирм-производителей реакторного оборудования. Главным результатом стало решение о проведении в реакторе ИГР внутриреакторных экспериментов по программе проекта, который затем получил название EAGLE.
В 1995 году заключен первый контракт с японской компанией JAPC (Japan Atomic Power Company) по изучению возможности проведения экспериментов в реакторе ИГР по обоснованию конструкции ТВС с внутренней трубой, предназначенной для контролируемого перемещения расплава (controlled material relocation – CMR) из активной зоны в нижнюю полость реактора на быстрых нейтронах. Основная цель использования ТВС – смягчение последствий тяжелой аварии с плавлением топлива путем исключения возможности образования компактного бассейна расплава повторно критической конфигурации.
Таким образом, был дан официальный старт работам по проекту EAGLE. Среди основных этапов реализации проекта – проведение различных видов исследований, технико-экономического обоснования проекта EAGLE 3, послеэкспериментальных материаловедческих исследований экспериментальных устройств, испытанных в программах EAGLE 1&2.
В настоящее время продолжаются исследовательские работы по возможностям перемещения топлива по направляющим трубам стержней регулирования системы СУЗ; изучение процессов охлаждения расплава при наличии в нем остаточного энерговыделения, при ограниченном количестве охлаждающего натрия.
Если вернуться к первым шагам казахстанско-японского сотрудничества, то можно вспомнить соглашение между NUPEC (Nuclear Power Engineering Corporation) и НЯЦ РК и первый годовой контракт по проведению экспериментов по программе проекта COTELS.
– Впоследствии в рамках совместных проектов успешно были выполнены внереакторные экспериментальные исследования по проблемам безопасности легководных энергетических реакторов АЭС (проекты COTELS и IVR AM). В том числе были выполнены три исследовательские программы по изучению процессов, сопровождающих тяжелую аварию водоохлаждаемого энергетического реактора с плавлением его активной зоны, – проинформировал Э. Батырбеков.
По этим программам было проведено порядка 45 экспериментов. Так, при выполнении проектов COTELS и IVR AM были созданы новые экспериментальные установки и устройства. По оценке ученых, результаты этих исследований подтвердили возможность управления тяжелой аварией на АЭС с плавлением топлива на разных стадиях ее развития и были признаны мировой научной общественностью.
Ольга СИЗОВА, Усть-Каменогорск
