Кто и как защищает ядерные реакторы

Всё начинается в отделе системы контроля радиационной безопасности. Как напомнил начальник отдела Владимир Шмелёв, радиация — особая разновидность излучения, которую нельзя услышать, увидеть или потрогать. "Фон можно только замерить с помощью специальных приборов — детекторов, — рассказывает Шмелёв. — Перед нами стояла сложнейшая задача: соединить несоединяемое. Материал, составляющий основу детектора, — плёнка из смеси полимера и люминофора (светящегося элемента). Именно люминофоры сигнализируют о повышенном радиационном фоне, "лишние" микрорентгены заставляют плёнку светиться. Причём конечный продукт нужно было сделать сверхтонким — примерно 0,35 мм, а люминофоры не должны были осыпаться с полимера".

Сначала были определённые сложности, но в СНИИП с ними справились. Сегодня основной компонент детектора производят на экструдере (приборе переработки полимерного сырья: гранул, дроблёнки, агломерата — и люминофоров в однородный расплав. — Прим. ред.). Образно, он выглядит как большая воронка, куда закладывается исходное сырьё, внутри оно перемалывается, как в мясорубке, а затем выдавливается в виде тончайшей плёнки. В свою очередь она помещается в корпус детектора, он внешне напоминает небольшой термос. Срок службы такого "термоса" практически вечный. Для одного объекта требуется с десяток "термосов" и примерно 13 погонных метров плёнки. Если она испачкалась, её можно помыть. Помещают детектор внутрь труб, обеспечивающих вентиляцию на АЭС. Когда фон повышается, система самостоятельно решает увеличить подачу чистого воздуха.

Автоматика реакторов работает на специальных печатных платах. При этом весь процесс сборки автоматизирован. Сначала взбивается специальная паста: она служит крепежом, на который приклеивают нужные компоненты. Смесь через специальные трафареты наносится на контактные места пластины, и уже затем на эти места крепятся компоненты. После плата оплавляется в особой печи, в итоге — моется, сушится и уходит заказчику.

Артём Урдин, оператор поверхностного монтажа (так правильно называется процесс изготовления печатных плат), сообщил, что сегодня они исполняют заказ от китайских коллег: "Порядка 1000 плат будет использовано при монтировании 4-го энергоблока Тяньваньской АЭС". А начальник сборочного цеха Евгений Солонкин добавил, что китайцы периодически навещают СНИИП просмотреть, как русские исполняют свои контрактные обязательства: "Коллеги из КНР всегда остаются довольными и высоко ценят наши стандарты производства и соответствующее мировым стандартам качество продукции". 

Уточним, что Тяньваньская АЭС построена по усовершенствованному российскому проекту АЭС-91. В настоящее время на станции эксплуатируется два энергоблока, мощностью 1000 МВт каждый. Третий и четвёртый энергоблоки аналогичной мощности находятся в стадии сооружения, их ввод в эксплуатацию запланирован на 2018 год. Сейчас РФ и Китай ведут переговоры о строительстве седьмого и восьмого блоков Тяньваньской АЭС.

Затем показали самое интересное: как испытывают блоки управления, спектрометры контроля за техническими параметрами и оборудование верхнего уровня (в том числе стойки сбора данных и автоматизированные рабочие места). Возможно, звучит это сложно, но кратко — это основное оборудование, обеспечивающее безопасность АЭС. Отметим, что оно проверяется по заранее обговорённым с заказчиком пунктам. Китайцы среди прочего пожелали, чтобы приборы прожарились при 60 градусах тепла и влажности 98%, а также проморозились при минус 49. В следующей лаборатории проводят испытания на колебания различной частоты, в том числе и на сейсмоустойчивость.

В первую очередь устанавливают, какие колебания способно выдержать оборудование для АЭС. Его помещают в короб, который крепится к "плавающей" платформе. Оператор задаёт требуемую амплитуду, и платформа либо имитирует землетрясение (или другие колебания высокой частоты), либо инфразвуковые (низкие) колебания. Во втором варианте платформа практически неподвижна. Тем не менее инфразвук также влияет на работу приборов, поэтому оборудование для АЭС должно иметь определённый запас прочности и держать удар при любых колебаниях.

Известно, что все российские современные ядерные реакторы типа ВВЭР могут выдержать не только внешнее воздействие — например, падение самолёта, смерч, ураган или взрыв, — но и внутреннее давление в 5 килограмм на квадратный сантиметр. Что касается землетрясений, то одно из основных правил — выбор площадки для строительства АЭС на основании прогнозируемого уровня сейсмического воздействия, который вычисляется отдельно для каждого блока. В расчёт берётся уровень сейсмичности максимального расчётного землетрясения, которое может произойти с вероятностью 1 раз в 10 тысяч лет (и не более 8 баллов). Исходя из этого прогноза, делают соответствующие расчёты для строительных конструкций и оборудования, надёжность которых обязательно проверяется.

Заключительный этап проверки — отдел метрологии. Тут определяют, действительно ли оборудование точно распознаёт уровень радиационного фона. Кратко: в специальной камере задают определённые заранее известные показатели излучения, а прибор должен подтвердить эти показатели. 

Продукция и технологии СНИИП востребованы. По словам директора предприятия Игоря Бурцева, сегодня портфель заказов оценивается в 17 млрд рублей. "Мы же передний край контроля и защиты от радиации", — уточнил Бурцев. На вопрос корреспондента Лайфа, можно ли было предотвратить аварию на "Фукусиме", используй японцы оборудование СНИИП, Бурцев ответил, что, по его мнению, "Фукусиму" погубило не столько отсутствие каких-то контролирующих приборов, сколько не совсем корректные действия сотрудников станции и ликвидаторов последствий аварии.

Бурцев также согласился, что реакторы четвёртого поколения, над созданием которых ведутся работы во всех странах — лидерах в атомной энергетике, станут ещё более безопасными, но не абсолютно. Руководитель предприятия напомнил, что полностью безопасных технологий вообще не существует. Аварийные ситуации могут возникать, но, согласно концепции международной организации Generation IV International Forum (вырабатывает требования к новейшим ядерным установкам), ЧП на реакторе четвёртого поколения не должно приводить к появлению зоны отчуждения вокруг станции, к долгосрочной эвакуации населения и иным неприятным последствиям по аналогии с теми, что случились на "Фукусиме".

Впрочем, лучше, конечно, чтобы аварий вообще не случалось. А в СНИИП этому готовы содействовать.