29.11.2022 06:58

    Формула для Фукусимы

    Российские ученые завершили исследование по заказу японских атомщиков. Опытным путем им удалось доказать безопасность хранения сорбента, который использовался для очистки радиоактивной воды после аварии на АЭС "Фукусима".
     Исследования материалов в условиях высокого радиационного фона проводятся в защитных камерах. / Татьяна Андреева/РГ
    Исследования материалов в условиях высокого радиационного фона проводятся в защитных камерах. / Татьяна Андреева/РГ

    Об аварии на японской АЭС "Фукусима" в марте 2011-го слышал каждый: она считается самой опасной техногенной катастрофой в мире за последнее время. К ней привело сильнейшее землетрясение, вызвавшее 17-метровую цунами: волна вывела из строя генераторы, которые питали насосы, обеспечивавшие штатную работу реакторов. В результате произошли взрывы и расплав активной зоны. Аварийные реакторы необходимо было срочно охлаждать, для этого использовалась морская вода, в результате оказавшаяся загрязненной радионуклидами.

    - Для очистки воды от радиоактивных элементов - цезия-137, стронция-90, трития -стали использовать специальные колонны, заполненные сорбентом, - говорит начальник лаборатории технологий обращения с РАО и коррозионных процессов Института реакторных материалов (АО "ИРМ", входит в научный дивизион Госкорпорации "Росатом") Сергей Хвостов.

    Вот эти-то колонны, превратившиеся, по сути, в контейнеры с радиоактивными отходами, и стали объектом изучения. Приблизиться к ним, а тем более "заглянуть" внутрь, чтобы оценить их состояние и происходящие внутри процессы, из-за высокого радиационного фона не представляется возможным. А сделать это необходимо, чтобы понять, безопасно ли хранить таким образом отработанный сорбент. Дело в том, что полностью осушить колонны нельзя, в них остается немного морской воды, которая, как известно, представляет собой солевой раствор, насыщенный ионами хлора. Сорбционные колонны хотя и изготовлены из нержавеющей стали, в определенных условиях могут быть подвержены коррозии. Представляете последствия, если такая конструкция прохудится? А их на площадке АЭС хранится уже более пяти тысяч. Понятно, что правительству и надзорным органам Японии нужны гарантии безопасности этих объектов. И российские ученые их предоставили.

    Исследование, каких ранее никто в мире не выполнял, в условиях, максимально приближенных к реальным, провели сотрудники ИРМ совместно с коллегами из ГНЦ РФ АО "НПО "ЦНИИТМАШ". В качестве оператора проекта между японской стороной и российскими учеными выступило еще одно предприятие Росатома - АО "Техснабэкспорт".

    Почему оператор АЭС "Фукусима-Дайичи", компания ТЕРСО, обратился в институт, расположенный в уральском городе

    Заречном? ИРМ специализируется именно на изучении свойств различных материалов в условиях повышенной радиации, и для этого здесь есть и необходимое оборудование, в том числе уникальное, и квалифицированные кадры. В частности, руководитель проекта Олег Голосов - специалист по коррозии, известный в России и за ее пределами ученый. Еще одним фактором, обеспечившим успех, стала молодая команда, которая в сжатые сроки, за год с небольшим, сумела осуществить масштабную работу. Специалисты провели множество сложных испытаний, чтобы получить данные о том, как разная концентрация хлоридов, температурные режимы и радиационные поля влияют на материалы, из которых изготовлены сорбционные колонны.

    Поясним: сотрудники ИРМ не исследовали образцы непосредственно с Фукусимы, а детально воспроизводили имеющиеся там условия: взяли аналогичную высоколегированную сталь, подготовили около тысячи образцов разной формы и конструкции, сорбент, растворы солей различной концентрации - искусственную морскую воду, поместили в титановые контейнеры и выдерживали определенное время (от 1000 до 5000 часов) при различной температуре и уровне радиоактивности. Затем тщательно анализировали все виды коррозии.

    - В итоге этой работы мы вывели закономерность - некую формулу, позволяющую рассчитать глубину дефектов при конкретных условиях. Мы получили модель, на основании которой, используя собственные данные, заказчик может понять, что происходит со сталью в реальных сорбционных колоннах сейчас и что будет через 10, 20, 30 и 50 лет, - поясняет Сергей Хвостов.

    Результаты исследования помогут японским ученым провести анализ сегодняшнего состояния сорбционных колонн и рассчитать сроки их дальнейшего использования.