Жаһандық ядролық физика ғылымында орнымыз бар
АЭС тақырыбы күн тәртібіне енгелі жұртшылық бұл тақырыпқа елеңдеп жүр. Энергетика қауіпсіздігі мәселесінде таңдау, әрине, байыпты болуы керек. Таяуда «Ұлттық ядролық орталықтың» бас директоры Ерлан БатырбековтІ сұхбатқа тартып, отандық ядролық физика мен АЭС-ке қатысты бірқатар сұрақ қойған едік.
– Ядролық физика саласындағы отандық ғалымдардың еңбегі мен ғылыми жетістігі көп ескеріле бермейді. Отандық ядролық сала ғалымдары мен мамандардың жаһан-дық өлшеміне сай білімі мен құзыреті қандай деңгейде?
– Қоғамдық тыңдауда сындарлы диалог болды. Біз жеткен жетістіктеріміз туралы әңгімеледік, талқыладық, барлық сұрақа жауап бердік, қазір бұл жұмысты жалғастырып жатырмыз. Жалпы алғанда, пікіріміз назардан тыс қалған емес. Ал кейбіреулер үшін елімізде атом энергетикасы саласында әлемдік қоғамдастық мойындаған осындай ауқымды, елеулі ғылыми жетістіктердің бар екені жаңалық болып отыр. Бұл жерде ғалымдарға деген сенімсіздіктен гөрі азаматтардың хабарсыздығы басымырақ дер едім.
Ұлттық ядролық орталықтың жетістіктері туралы айтар болсақ, бүгінде атом энергетикасын дамыту саласында үлкен жұмыс атқардық, оны әрі қарай жалғастыра береміз. Біздің кәсіпорын қазіргі заманғы атом энергетикасының қауіпсіздік мәселелеріне ерекше назар аударады. Басты құзыретіміздің бірі – келешекте және қазір пайдаланылатын ядролық энергетикалық реакторлар қауіпсіздігін арттыру бойынша барлық дерлік әлемдік атом-энергетикалық технологияларды әзірлеушілермен, өнім берушілермен жүргізіліп жатқан нақты жұмыстар.
– Бүгінде еліміздің бірегей эксперименттік базасы қалыптасып болды ма?
– Иә, солай деп айтуға негіз бар. Оған қоса білікті персоналы және атом энергиясын бейбіт мақсатта пайдалану саласындағы күрделі ғылыми-қолданбалы міндеттерді шешу тәжірибесі де әбден жетілді. Бұлар атом энергетикасы саласында жұмыс істейтін шетелдік әріптестер тарапынан бірлескен зерттеу жүргізуге үлкен қызығушылық туғызады. Сонымен қатар елімізге ғылымның алдыңғы шебінде тұруға мүмкіндік береді.
Біз жылу нейтрондарындағы жеңіл сулы ядролық реакторлардағы ауыр апаттарды басқару рәсімін жетілдіруде бірегей зерттеулер кешенін сәтті өткіздік. Олардың үлесі әлемде қазір қолданылатын барлық реактор түрінің 80%-дан астамын құрайды. Біз жапондық серіктестеріміз – «Toshiba Corporation» және «Marubeni Utility Services» компанияларымен бірлесіп бірнеше ірі ғылыми-зерттеу жобасын жүзеге асырдық. Осы зерттеулердің нәтижелері Жапонияның атом электр стансаларында нақты қолданыс тапты.
Зерттеулерімізде сұйық металл жылу тасығышы бар шапшаң нейтрондардағы перспективалық IV буын реакторының қауіпсіздігі бойынша жұмыстар ерекше орын алады. Жапонияның атом энергетикасы агенттігінің тапсырысы бойынша көпжылдық «EAGLE» зерттеу бағдарламасы жүзеге асырылып келе жатыр. Алынған бірегей эксперименттік деректер болашақ ядролық реакторлардың актив аймағы балқып, ауыр апат туындаған жағдайда апат салдарын азайтуға бағытталған техникалық шешімдерді негіздеуге арқау болды.
Францияның атомдық және балама энергиялар жөніндегі комиссариатымен (CEA) «SAIGA» жобасы бойынша бірлескен зерттеу жұмыстарын жүргізіп жатырмыз. Оның мақсаты – жобаланып жатқан шапшаң нейтрондардағы IV буын «ASTRID» реакторында жылу тасымал-дағыш шығынымен болған апат кезіндегі реактордың отын жинағының жай-күйін зерделеу.
Сонымен қатар шапшаң нейтрондардағы ресейлік жаңа БРЕСТ-ОД-300 реакторының инновациялық аралас нитридті уран-плутоний отынын (АНУП) реакторлық сынау бағдарламасын сәтті орындап шықтық. Қазіргі уақытта елімізде АЭС салуға дайындалуға іс жүзінде ғылыми-техникалық қолдау көрсетіп жатырмыз. Негізгі қатысушылардың бірі болып саналатын біздің кәсіпорын бұл бағытта үлкен көлемді жұмыс пен зерттеу жүргізді.
Айта кету керек, қазіргі заманғы атомдық және термоядролық энергетикалық технологиялардың қауіпсіздігін дамыту мен арттыруға бағытталған жұмыстарымыз бен жетістіктеріміз жоғары мемлекеттік марапатқа ие болды. 2023 жылы «Ұлттық ядролық орталығы» ғалымдарының ұжымына «Қазақстан Республикасының атом-энергетика саласын құруға және көміртегі бейтараптығына қол жеткізу стратегиясын іске асыруға арналған әлемдік дең¬гей¬дегі зерттеулер мен әзірлемелер» атты жұмысына әл-Фараби атындағы ғылым мен техника саласындағы Мемлекеттік сыйлығы берілді.
– «Ұлттық ядролық орталық» сұйық металл салқындатқышы бар шапшаң нейтрондардағы перспективалық IV буын реакторларының қауіпсіздігі бо¬йынша үлкен жұмыс атқарды. Осы туралы кеңірек айтып беріңізші.
– Төртінші буын реакторлары, атап айтқанда, шапшаң нейтрондардағы реакторлар. Ол болашақта атом энергетикасын дамытудың болашағы зор бағыты болып саналады.
Олардың қолданыста жүрген ядролық реакторлардан айырмашылығы – реактордан жылуды әкету үшін су емес, натрий немесе қорғасын сияқты сұйық металл қолданылады. Бұл реактор жасауды дамытудың салыстырмалы түрде жаңа бағыты болғандықтан, оның сенімділігі мен қауіпсіздігін растайтын үлкен көлемді ғылыми зерттеу қажет. «Ұлттық ядролық орталық» реактор отынын салқындату жағдайы бұзылып, нәтижесінде, оның балқып кетуі мүмкін ауыр апат кезінде осындай реакторлардың қауіпсіздігін арттыруға бағытталған зерттеулерді сәтті жүргізіп келеді.
Бұл – ықтималдылығы өте төмен жағдай. Соған қарамастан техникалық шараларды әзірлеуге мүмкіндік беретін жан-жақты талдау жүргізуге міндеттіміз. Бұл мұндай апат болған кезде қандай да бір ауыр салдарға, мысалы, радиоактивтіліктің қорғаныс тосқауылынан тыс шығуына жол бермейді. Осылайша, мұндай талдау жүргізілген кезде апаттың бүкіл барысы шартты түрде уақыт фазаларына бөлінеді. Сөйтіп, олардың әрбірінде белгілі бір параметрлерді зерттеуге ерекше назар аударылады.
– Ол фазалардың әрбірінде болатын үдерістер мен ықтимал нәтижелер туралы да айтып өтсеңіз?
– Мәселен, апаттың бастапқы сатысында отынның жылу параметрлері және реакторда орнатылған, ураннан жасалған отын таблеткаларының бағаналары орналастырылған герметиктелген болат түтіктер түріндегі отын элементтерінің қашан және қай жерде герметиксізденуі басталады деген сұрақ маңызды. Келесі фазада отын элементтері герметиксізденіп, отынның жоғары температурасы әсерінен балқи бастағанда, балқыманың жылу тасымалдағышпен (сұйық металмен) және актив аймақтың басқа да болат конструкцияларымен өзара әрекеттесу үдерістері зерттелуге тиіс. Бұл жылу тасымалдағыштың қаншалықты тез қайнап, буланатынын, реакторда қандай қосым¬ша қысым болатынын, отын балқымасының қай кезде салқындатусыз қалатынын, оның реактор конструкциясымен қалай әрекеттесетінін түсіну үшін керек.
Шартты түрдегі үшінші фаза – реактордың болат корпусының ішінде ауырлық күшінің немесе пайда болған қысымның әсерінен актив аймақ материалдарының балқымасы қозғала бастайтын фаза. Бұл кезде реактор корпусының бүтіндігін сақтап қалу мақсатында және материалдың осы қорғаныс тосқауылынан тыс шығып кетуіне жол бермеу үшін пайда болған балқыманың үлкен массасын бөліктерге бөлуге, осылайша оның реактор корпусына әсерін азайтуға мүмкіндік беретін арнайы арналарды қарастыруға болады.
Ең соңғысы – отын балқымасын салқындату фазасы. Балқыма салыстырмалы түрде ұсақ бөліктерге бөлінген кезде реактор корпусындағы отынмен салыстырғанда едәуір төмен температурадағы жылу тасымалдағыш балқыманы салқындата бастайды, бұл оны қатайтып, жағдай тұрақтана бастайды.
Зерттеу реакторларында немесе арнайы реактордан тыс стендтерде жүргізетін эксперименттердің әрқайсысында әдетте апаттың жеке фазалары немесе олардың комбинациялары зерттеледі. Біз төтенше жағдайдың дамуы барысында болатын оқиғаны суреттеп береміз. Әрі қарай алынған деректерді талдап, оның негізінде ауыр апаттың салдарын жеңілдетуге мүмкіндік беретін техникалық шешімдерді әзірлейміз. Ал бұл техникалық шешімдер ең қауіпсіз IV буын реак¬торларын жасау кезінде қолданылады.
Әңгімелескен –
Нұрбай ЖОЛШЫБАЙҰЛЫ,
«Egemen Qazaqstan»