Про результати виконання Цільової програми наукових досліджень НАН України «Ядерні та радіаційні технології для енергетичного сектору і суспільних потреб», яка реалізовувалась у 2019–2023 роках, на засіданні Президії академії розповів директор Інституту ядерних досліджень НАН України академік Василь СЛІСЕНКО.
Метою програми, як зауважив доповідач, було проведення прикладних досліджень, спрямованих на реалізацію «Енергетичної стратегії України на період до 2035 року» в галузі ядерної енергетики, здійснення наукового супроводу розвитку ядерної енергетики та використання ядерних технологій для потреб промисловості й суспільства.
Загалом у програмі — чотири розділи. Як розповів Василь Слісенко, роботи за першим із них — «Підвищення ефективності та безпеки експлуатації діючих ядерних установок України» — були спрямовані на підвищення ефективності та безпеки використання ядерного палива; діагностику обладнання наявних енергоблоків АЕС; диверсифікацію та імпортозаміщення обладнання, подовження терміну експлуатації наших атомних електростанцій.
Роботи за розділом «Новітні матеріали та інноваційні технології для модернізації діючих ядерно-енергетичних установок та енергетичних установок майбутнього» були спрямовані на розроблення новітніх радіаційно стійких конструкційних і функціональних матеріалів; розроблення експериментального устаткування для досліджень процесів і негативних факторів, що впливають на реакторні матеріали тощо.
Третій розділ «Ядерна, радіаційна, техногенна та екологічна безпека» — про поводження з ядерним паливом і радіоактивними матеріалами; створення методик і технологій перероблення, довгострокового зберігання та поховання радіоактивних відходів і, звісно, — про проблеми Чорнобильської зони відчуження.
Щодо розділу «Розробка та впровадження ядерних і радіаційних технологій для потреб суспільства», то тут ідеться про ядерні й радіаційні технології для хімічної, електронної, харчової, будівельної та інших галузей; розвиток технологій ядерної медицини тощо.
Загалом було 72 проєкти, які виконували 15 установ п’яти відділень НАН. Академік Слісенко зауважив, що фінансування деяких проєктів було призупинено після початку повномасштабного російського вторгнення, адже руйнування інфраструктури, зокрема у харківських установах, не дало можливості продовжити їхнє виконання.
Які ж конкретні результати програми? Як розповів Василь Слісенко, для пошуку додаткових резервів міцності, обґрунтування подовження ресурсів безпеки роботи основного обладнання АЕС було розвинуто та вдосконалено низку експериментальних та чисельних методів досліджень. Зокрема,із застосуванням сучасних підходів, випробувальних та програмних комплексів в Інституті електрозварювання ім. Є.О. Патона, Інституті проблем міцності, Інституті ядерних досліджень та ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» проведено експериментально-розрахункове дослідження деформування та руйнування металу та конструкційних елементів корпусів реакторів та обладнання АЕС з установками ВВЕР.
Фахівці Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона розробили методологію комплексної діагностики зварних металоконструкцій АЕС України на основі просторово-часового методу ультразвукового контролюна прикладі різнорідних зварних з’єднань патрубків парогенераторів АЕС з реакторами ВВЕР-440. (Такі, зокрема, працюють на Рівненській АЕС).
В Інституті проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова створено методику вимірювань геометричних розмірів вигородки активної зони ядерних реакторів.
На основі експериментальних результатів про вплив водню на властивості конструкційних матеріалів учені Фізико-математичного інституту ім. Г.В. Карпенка обґрунтували вибір сучасних водневостійких конструкційних сталей, мідних і нікелькобальтових сплавів та визначили режими безпечної експлуатації елементів водневої інфраструктури вітчизняного виробництва.
В Інституті прикладної фізики розвинено методи багаторівневого моделювання еволюції дефектів у металевих сплавах під дією нейтронного опромінення для подальших досліджень радіаційної стійкості матеріалів реактора ВВЕР в умовах понаднормової експлуатації.
Як констатував Василь Слісенко, важливою науково-технічною задачею для розвитку ядерної енергетики є розроблення радіаційно толерантних матеріалів.
Зокрема, в рамках виконання програми в Інституті сцинтиляційних матеріалів було розроблено нові композиційні сцинтилятори (речовини, на яких виникають короткочасні світлові спалахи внаслідок дії на них іонізуючих частинок і променів) для експериментів з фізики високих енергій та для потреб атомної галузі.
Декілька проєктів виконували науковці ННЦ «ХФТІ». Зокрема, вони створили нові підходи та вдосконалили методи чисельного моделювання процесів довготривалого деформування моделі конструктивних елементів внутрішньокорпусних пристроїв ядерного реактора. Також харків’яни провели дослідження з розроблення і верифікації нових композиційних сорбентів на основі вітчизняних поглиначів для дезактивації радіоактивних відходів. Окрім того, в ННЦ «ХФТІ» створено портативний зонд для локалізації та реєстрації джерел гамма-випромінювання, який можна використовувати в ядерній медицині.
За словами Василя Слісенка, розрахунки економічної доцільності великомасштабного виробництва водню біля робочих блоків АЕС, які провели фахівці Інституту технічної теплофізики, свідчать, що впровадження виробництва водню біля типових енергоблоків з реактором потужністю 1000 МВтдасть змогу збільшити обсяг продукції втричі.
Науковці Інституту ядерних досліджень провели радіоекологічне та радіобіологічне дослідження новоутворених екосистем на осушених територіях водойми-охолоджувача Чорнобильської АЕС. Як зауважив академік Слісенко, це забезпечує базис для подальшого моніторингу та прогностичної оцінки радіаційної ситуації у разі трансформації водної екосистеми в наземну.
У тому ж інституті розроблено конструкцію контейнера для довгострокового зберігання високоактивних металотритієвих виробів та метод, який дає змогу вилучати цінні елементи з низькозбагачених техногенних відходів.
В Інституті проблем безпеки АЕС удосконалено загальнодержавну систему радіаційного та радіоекологічного моніторингу на основі оптимізації мережі спостережень за станом радіоактивного забруднення довкілля. Як розповів Василь Слісенко, результати виконання роботи впроваджено у документі «Організація системи радіаційного моніторингу навколишнього природного середовища», розробленому на замовлення ДСНС України.
Для створення технології дистанційної діагностики й тестування обладнання, що експлуатується в умовах підвищеного радіаційного фону, зокрема й на АЕС, майданчиках зберігання відпрацьованого ядерного палива, в Інституті металофізики ім. Г.В. Курдюмова отримали зразки радіаційно модифікованих провідних плівок для детектора високочастотних електромагнітних випромінювань.
Як розповів голова науково-координаційної ради Секції фізико-технічних і математичних наук НАН академік Вадим Локтєв,звіт за програмою пройшов закрите рецензування. Рецензія містила багато позитивних моментів, але були й зауваження, що стосувалися кількості результатів, які впроваджуються, а також необхідності налагодження інтенсивних контактів з промисловістю. У підсумку, за пропозицією ради Президія вирішила вважати програму такою, що виконана в повному обсязі.
Серед головних напрямів цільової програми президент НАН академік Анатолій Загородній відзначив подовження терміну експлуатації ядерних енергоблоків у понадпроєктний термін. Він констатував, що завдяки співпраці установ НАН з «Енергоатомом» вже продовжено термін експлуатації 12 з 15 енергоблоків для роботи в понадпроєктний період, і це дало можливість зекономити значні кошти. Дуже важливим напрямом діяльності науковців академії, за словами Анатолія Загороднього, є участь у роботах зі створення матеріалів для елементів ядерного паливного циклу та диверсифікації постачання палива для атомної енергетики.«Багато важить внесок академічних працівників у те, що «Енергоатом» досягнув значних успіхів з диверсифікації джерел постачання ядерного палива та створення матеріалів і конструкції поглинальних елементів та поглинальних стрижнів системи управління захисту для реакторів», — зазначив президент НАН. (Докладніше про вітчизняні поглиначі нейтронів ви можете прочитати у № 7–8 «Світу» від лютого 2024 року.)
— Не менш важливими є й інші напрями програми, зокрема створення нових радіаційно стійких матеріалів, нові методи розв’язання проблеми поводження з відпрацьованим ядерним паливом та радіоактивними відходами, створення технологій нанесення захисних покриттів і особливо — ядерні методики діагностики та лікування людини, — додав Анатолій Загородній.
Які ж подальші перспективи? Як зауважив президент НАН,за всіма напрямами програми є чимало нових та міждисциплінарних проблем, які потребують розв’язання. Зокрема, розширюються перспективи використання ядерних технологій для різноманітних сфер економіки, охорони довкілля, медицини. Нагальним є дослідження принципів роботи та створення паливних елементів і конструкційних матеріалів для ядерних реакторів наступних поколінь.
Анатолій Загородній наголосив, що, розв’язуючи проблеми розвитку атомної енергетики, необхідно максимально використовувати власний потенціал України для забезпечення функціонування АЕС та створення нових елементів і систем для майбутніх типів реакторів.
— Організація наукових досліджень вимагає насамперед скоординованої програми робіт установ НАН України з НАЕК «Енергоатом», тому потрібно й надалі продовжувати співпрацю в рамках спільної генеральної угоди, яку було підписано у вересні минулого року, а також — слід оновити перелік першочергових робіт, де передбачити заходи з активнішого залучення академічних установ, — резюмував президент НАН.
Підготував Дмитро ШУЛІКІН
На фото: академік Василь Слісенко, установи НАН, які виконували проєкти за програмою (ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут», Інститут ядерних досліджень)
Читайте також:
- Минуле може пояснити і сьогоднішнє
- “Кожен день я думаю: що я зробив, що маю зробити…І чи вистачить мені часу”
- The Hill: Америка допомогла врятувати життя таких українців, як я, у Другій світовій війні. Нам знову потрібна допомога, – Юрій Щербак
- Героями народжуються, запам’ятаймо їхні імена
- Розділені долею
- Екопарк “Осокорки” : заплавний рай для природи та людей
- Єднаємось для реалізації спільних пріоритетів
- Інноватор транспортної авіації США походженням з України