Заглянуть в «сердце» реактора

Родился Ержан в Семее. Как все мальчишки, мечтал совершить какое-нибудь открытие. С детства увлекался автомобилями, самолетами, ракетами и вертолетами. А в школьные годы ему полюбилась физика.

– В ней было все самое интересное: задачи, механизмы, техника, окружающая среда, космос, путешествия. Учителя быстро заметили мой интерес и в восьмом классе пригласили участвовать в школьной олимпиаде, – вспоминает Ержан Кабдылкаков.

На олимпиадах он начал показывать хорошие результаты, причем состязания всегда проходили в условиях высокой конкуренции, и это только подогревало интерес мальчишки. Параллельно Ержан успешно участвовал в конкурсах и научных проектах, и к моменту окончания школы вопрос о выборе специальности перед ним не стоял.

Бакалавриат Университета им. Шакарима Ержан окончил с отличием, а затем продолжил учебу в магистратуре в Национальном исследовательском Томском политехническом университете по специальности «физика конденсированного состояния». Окончив магистратуру также с отличием, без пяти минут ученый получил приглашение на работу в Национальный ядерный центр. И уже шесть лет занимается атомной энергетикой.

Для кого-то навсегда остается загадкой, как ток бежит по проводам и какая сила держит самолет в воздухе, а Ержан может объяснить это и многое другое очень легко. Сейчас перед молодым человеком и всей командой Института атомной энергии НЯЦ РК стоит непростая задача: не просто испытать ядерный реактор на безопасность, но и разработать его самим.

– Атомные электростанции являются одним из наиболее эффективных и безопасных источников энергии. Поэтому сейчас разрабатываются новые реакторы четвертого поколения, которые должны отвечать еще более высоким требованиям безопасности. Разработчики стремятся на стадии проектирования исключить возможность возникновения тяжелых аварий, подобных той, которая произошла на Чернобыльской АЭС. Они создают специальные механизмы, так называемые бетонные ловушки, которые должны предотвратить попадание расплава топлива в окружающую среду, – поясняет Ержан Кабдылкаков.

Для разработки подобных защитных механизмов необходимы исследования, направленные на изучение процессов образования расплава ядерного топлива, его перемещения и взаимодействия с различными материалами. Исследования в этом направлении и проводят сотрудники филиала Института атомной энергии НЯЦ РК.

– В нашем институте эксплуа­тируется исследовательский импульсно-графитовый реактор (ИГР), который благодаря своим уникальным нейтронно-физичес­ким характеристикам позволяет проводить эксперименты по образованию расплава ядерного топлива и его взаимодействию с различными конструкциями и материалами. Наш отдел занимается разработкой устройств для проведения подобных экспериментов, – делится ученый. – Реакторные экспериментальные устройства могут включать в себя ядерно-топливные и конструкционные материалы, специальные защитные механизмы, систему охлаждения, датчики давления и температуры. После монтажа экспериментальное устройство загружается в специальный канал ИГР, где проводятся сами испытания.

По словам Ержана Кабдылкакова, его непосредственная работа заключается в проведении компьютерного моделирования тепловых процессов, которые происходят во время эксперимен­та, и оценки безо­пасности данных испытаний с точки зрения теплового состояния устройства. Их коллектив проводит расчеты различных сценариев развития событий эксперимента и выбирает тот режим работы реактора, в котором эксперимент является наиболее безопасным.

– Мы имеем большой опыт работы, обладаем уникальными знаниями и компетенциями. Многие из моих коллег – PhD. В своей работе мы используем специальное лицензионное программное обеспечение для инженерно-физических расчетов ANSYS. В отделе имеется большой опыт компьютерного моделирования реакторных экспериментов с его использованием, – рассказывает Ержан.

Цель этих исследований – воссоздать на компьютере физичес­кие процессы, происходящие в ядерных установках, поскольку визуально наблюдать за ними во время эксперимента невозможно из-за высокого уровня радиации. Кроме того, отдел работает над новыми реакторными эксперимен­тами, которые направлены на изучение процессов плавления сборок топлива разрабатываемых реакторов на быстрых нейтронах.

Исследователь отмечает, что каждое реакторное устройство и эксперимент являются уникальными и неповторимыми. Поэтому все работы, которые он проводит, довольно интересны и необычны.

С самого детства Ержана всегда поддерживали родители, они верили в выбор сына. Кстати, девушкам на заметку, он пока не женат, и есть все шансы стать женой будущего знаменитого ученого.

Ержан Кабдылкаков может часами рассказывать о разработках. И он твердо уверен, что будущее всегда за инновациями и технологиями.

– Ядерная энергетика переживает бурный рост, что связано с политикой большинства стран, направленной на снижение выбросов углекислого газа. АЭС не производят подобных выбросов, способны обеспечивать значительные потребности в электроэнергии, в отличие от альтернативных источников, таких как ветровая и солнечная энергия, и не требуют больших водных ресурсов, как гидро­электростанции. Кроме того, инженеры ушли далеко вперед в обеспечении безопасности АЭС. Растут инвестиции в данную отрасль. Индия и Китай имеют обширную программу развития ядерной энергетики. Казахстан также планирует построить на своей территории атомные электростанции. Страны с развитой ядерной энергетикой – США, Франция, Япония, Россия – разрабатывают реакторы четвертого поколения. У ядерной энергетики большое будущее. Сущест­вует множество направлений применения атомной энергии. Например, ядерная медицина, где радиоактивные изотопы используются для диагностики и лечения различных заболеваний, – заключает Ержан Кабдылкаков.