У стенки ядерного реактора фон не выше, чем в кабинете флюорографии

– Насурлла Тоханович, при обсуж­дении темы, касающейся строительства в стране АЭС, казахстанцы чаще всего поднимают вопрос безо­пасности. Расскажите, пожалуйста, о достижениях в этой области. Какие технологии применяются на атомных энергетических объектах?

– На современных АЭС в соответствии с требованиями МАГАТЭ уровень радиационного воздействия на окружающую среду существенно ниже критериев, установленных нормативными документами. Это положение применимо ко всем действующим атомным станциям.

Основной проблемой в настоящий момент является отработанное ядерное топливо и наведенная (остаточная) активность конструкционных материа­лов реакторов.

В данное время все эти радиоактивные материалы размещены в различных хранилищах. Созданы несколько типов реакторов IV поколения, которые в качестве ядерного топлива могут использовать ранее отработанные вещества.

Например, существует концепция новой схемы электроядерного метода, основанного на ядерных релятивистских технологиях для решения проблемы утилизации отработанного ядерного топлива и вовлечения запасов отвального урана и тория в новый ядерный топливный цикл.

В последние годы в мире существенно возросла инициативность в области разработки электроядерных систем – Accelerator Driven Systems (ADS) в качестве нового типа ядерных реакторов. Схема ADS нацелена на формирование максимально жесткого нейтронного спектра внутри глубоко подкритичной, квазибесконечной (с минимальной утечкой нейтронов) активной зоны реакторов за счет использования ускоренных нуклидов с энергией до 10 гигаэлектронвольт (ГэВ).

Ожидается, что такой спектр нейт­ронов позволит экономически и экологически эффективно производить утилизацию отработанных тепловыделяющих сборок при кардинальном снижении объемов их предварительной радиохимической переработки в сочетании с одновременным производством энергии, а также «сжигать» для ее получения отвальный уран и торий.

– Есть ли в Казахстане специалис­ты, которые занимаются вопросами ядерной безопасности, кто их готовит?

– Во всех организациях республики, чья научная либо производственная деятельность связана радиацией или радиоактивными материалами, имеются службы дозиметрического контроля. Таких специалистов готовят в ведущих вузах страны. При необходимости стажировку и повышение квалификации они проходят на специализированных курсах в учебном центре ИЯФ.

Для успешной и безопасной эксплуа­тации АЭС мощностью в 1 000 МВт необходимо как минимум 1 000 высококвалифицированных специалистов в сфере ядерной науки и технологий, теплоэнергетики и так далее, в том числе около 200 специалистов по реакторному инжинирингу. Специалистов ядерного профиля готовят в КазНу имени аль-Фараби, ЕНУ имени Льва Гумилева и Алматинском университете энергетики и связи (АУЭС).

Завершающий этап подготовки специалистов по ядерно-энергетическим установкам в АУЭС и КазНУ фактичес­ки осуществляется на базе ИЯФ совместно с его специалистами.

В конце 1990-х и начале 2000-х годов в АИЭС по специальности «11.04.00 – Ядерные реакторы и энергетические установки» завершили учебу 27 выпускников, большая часть из них была направлена на работу в наш Институт ядерной физики.

В настоящее время студенты старших курсов КазНУ продолжают обучение по этой специальности в ИЯФ. В 2016 году научно-исследовательский реактор ВВР-К ИЯФ был переведен на низкообогащенный уран с полной модернизацией узлов управления и защиты. Все эти работы выполнены специалистами нового поколения, которых подготовили в Казахстане.

За 15 лет в КазНУ имени аль-Фараби и ЕНУ имени Льва Гумилева по специальности «ядерная физика» было подготовлено около 1 500 специалис­тов. И этот процесс продолжается. Поэтому необходимое количество профессионалов для эксплуатации АЭС казахстанскими вузами будет гарантированно подготовлено. При необходимости они пройдут дополнительную стажировку в вузах той страны, которой Казахстан поручит строительство атомной станции.

Необходимо напомнить также, что в республике имеется 25-летний опыт успешной безаварийной эксплуатации реактора БН-350 на быстрых нейт­ронах в Актау. В настоящее время в казах­станских профильных научных организациях успешно эксплуатируется ряд научно-исследовательских реакторов, таких как ВВР-К (Институт ядерной физики), ИГР и ИВГ.1М (Национальный ядерный центр РК).

– В СМИ много сообщается о реакторах различных поколений. В чем их различия, где они применяются и какой, в случае одобрения строительства АЭС, лучше всего построить в Казахстане?

– Последний коммерческий энергетический реактор I поколения находился на АЭС «Уильфа» (США) и прекратил работу в конце 2015 года. В настоящее время основной парк действующих АЭС в мире основан на реакторах II поколения. Многие из них уже отработали по 40–50 лет и постепенно будут выводиться из эксплуатации. Сейчас строятся и вводятся в работу реакторы III+ поколения. Продолжается проектирование и ведется тестирование реакторов IV поколения.

Следует сказать, что на реакторах II поколения задействована активная аварийная система защиты с учетом человеческого фактора.

На современных реакторах III+ к активной системе защиты дополнительно подключены различные варианты защиты пассивной – это система аварийного охлаждения активной зоны (специальные баки с водным раствором борной кислоты для прекращения цепной реакции деления); устройство локализации расплава (ловушка расплава). Все эти защитные барьеры исключают вероятность возникновения угрозы как для персонала станции, так и для населения, проживающего вблизи АЭС.

С учетом мирового опыта Казахстан планирует построить современную атомную электростанцию на реакторах поколения III+.

– Из-за дефицита информации в обществе зачастую развиваются фобии. Что Вы можете сказать по этому поводу? Как повысить грамотность населения?

– Действительно, недостаток доступной грамотной информации об АЭС является основной причиной формирования у людей подсознательных радиофобий. Для этого есть веское историческое основание: последствия ядерных военных испытаний на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне.

Радиация от ядерного взрыва, особенно произведенного в атмосфере, направлена на массовый вывод из строя живой силы противника посредством тепловой, радиоактивной и ударной волны. Поэтому так губительно опас­ны для природы и жителей области были ядерные испытания под Семипалатинском.

В АЭС цепная реакция деления урана тоже сопровождается радиоактивным излучением. При этом вся система радиацион­ной безо­пасности станции организована так, чтобы обслуживающий персонал и население, проживающее в ее окрестностях, не получали доз облучения, приводящих к каким-либо вредным последствиям для здоровья.

Стоит особо отметить: у стенки корпуса ядерного реактора фон не выше, чем в кабинете флюорографии. А вообще, радиофобия – это социо-психологический феномен, порожденный массовым общественным шоком от двух катастрофических аварий на АЭС в Чернобыле и «Фукусиме». Такие аварии на реакторах третьего поколения в принципе невозможны благодаря использованию пассивной системы защиты.

Воздействие на человека от работающей атомной станции в десятки тысяч раз меньше, чем от процедуры флюорографии, которую все мы ежегодно проходим в медицинских учреждениях.

Институту ядерной физики и микрорайону «Алатау», где располагается наш институт, 67 лет. А это уже означает, что в ИЯФ благополучно сменилось не одно поколение. На протяжении более полувека здесь без каких-либо отклонений от нормальной работы эксплуатируется исследовательский реактор ВВР-К (водо-водяной реактор казахстанский), который можно назвать прототипом атомной электростанции.

В мире эксплуатируется более 400 промышленных атомных реакторов, и более половины из них – это как раз реакторы водо-водяного типа, на которых за всю историю эксплуатации (а это около 70 лет) не случилось ни одной аварии. Практика показала, что это самый безопасный тип реактора.

В 80-е годы прошлого века численность микрорайона «Алатау», тогда еще поселка Алатау, составляла 5 тысяч человек. В настоящее время его численность приближается к 15 тысячам человек с учетом присоединенных дачных массивов. Если бы было какое-то негативное воздействие исследовательского реактора на население, то люди не жили бы в «Алатау» и его окрестностях.

Летом прошлого года жителям микрорайона сотрудниками ИЯФ были выданы 50 дозиметров марки D-Shuttle. В первом квартале 2024 года был проведен анализ накопленной эквивалент­ной дозы от внешнего излучения. Она составила, судя по показаниям дозиметров, от 0,13 до 0,17 микрозиверта в час, или в среднем 0,15 микрозиверта.

Таким образом, средняя эквивалентная доза от внешнего облучения жителей микрорайона «Алатау» (0,15) на 0,02 микрозиверта в час ниже среднего значения по Алма­ты и Алматинской области (0,17).

Проведенные исследования подтвердили отсутствие техногенного радиационного воздействия от исследовательского реактора ВВР-К и от других радиационных и электрофизических установок института на жителей алматинского микрорайона «Алатау».

– Вся Ваша профессиональная дея­тельность связана с ИЯФ. С чего Вы начинали, какими проблемами занимаетесь сейчас?

– За время моей научной работы мне так или иначе повторно приходилось возвращаться к исследованию процессов взаимодействия ядер лития и бериллия с другими ядрами. Ядра бериллия-9 состоят из двух альфа-час­тиц и нейтрона. Такие выраженные кластерные структуры придают этим ядрам особые свойства.

Такие уникальные характеристики этих ядер нашли применение в различных ядерно-энергетических установках.

Например, в термоядерной установке происходит слияние дейтерия с тритием с образованием альфа-частицы и нейтрона с высокой энергией. Используемый в термоядерном синтезе радиоактивный тритий вырабатывается на реакторах АЭС (в природе он не встречается).

В настоящее время для экспериментов по термоядерному синтезу (а это следующая ступень развития мировой энергетики) используется таким образом накопленный тритий. Когда заработает промышленный термоядерный реактор, он сам должен будет вырабатывать тритий за счет захвата литием-6 высокоэнергетического нейтрона и образования нового трития и альфа-частицы, тем самым постоянно обеспечивая реактор новыми порциями трития для непрерывного термоядерного синтеза.

Отметим, что дейтерия в природе огромное количество. В будущем энергия термоядерного синтеза станет основным источником энергии для человечества. Она устойчива и практически неисчерпаема, как и энергия Солнца.