Стране снова нужны специалисты
Дата: 30/06/2022
Тема: Кадровая политика


«11 апреля Болонская группа объявила решение прекратить представительство России и Республики Беларусь во всех структурах Болонского процесса, - сообщил замминистра науки и высшего образования Д.Афанасьев на расширенном заседании комитета Совета Федерации по науке, образованию и культуре. - С учётом того, что наши ректоры, руководители образовательных организаций подписались под обращением Российского союза ректоров о поддержке Президента в связи со специальной операцией, фактически все образовательные организации страны исключены из Болонского процесса».



Введение двухступенчатой системы - бакалавриата и магистратуры не улучшило уровень подготовки выпускников, а оказалось «недостаточным для полноценного формирования знаний, умений, компетенций». Второе десятилетие в российских вузах наблюдается нарастающая деградация уровня абитуриентов.

 

Испугали ежа иголками!

«У педагогов и родительского сообщества Болонья давно вызывала изжогу». За 20 лет система так и не прижилась в стране. Международного признания дипломов России эта система и не предоставила, но привела к снижению качества образования.  Сторонники Болонской системы мотивировали свою позицию унификацией образования и перспективой взаимного признания дипломов, что давало бы возможность российским выпускникам конкурировать на равных с европейскими коллегами. Болонский процесс позволяет студенту обучаться лишь тому, что кажется ему нужным, не обращая внимание на то, что не интересно, обучаясь только практическим навыкам вместо теоретических. Советская система образования подразумевала преподавание студентам достаточно широкого спектра знаний, напрямую не связанных с выбранной специальностью. В головах студентов оседала масса знаний, не только расширявших кругозор, но и позволявших находить нетривиальные решения в своем профессиональной деятельности.

Практика Болонской системы показала, что за четыре года подготовить высококлассных специалистов невозможно, поэтому во многих вузах всякими правдами и неправдами сохраняют систему подготовки специалистов с 5-6 летним обучением.

Некоторые абитуриенты стремятся в институты за получением диплома, чтобы затем поудачнее устроиться в офис, а не работать инженером на заводе, в НИИ или КБ. Но государство создает бюджетные места на определенные профессии и специальности из-за острой необходимости в таких специалистах. [Болонская система вышла из России].

Это позволяет расходовать бюджетные деньги на получение необходимых стране специалистов, мотивированных на работу по специальности.

«Получил платное образование — езжай куда хочешь, если бюджетное — будь добр отработай, или возвращай потраченные налогоплательщиками на тебя деньги». 

Министр образования и науки Валерий Фальков рассказал о предстоящих изменениях в рамках отказа от Болонского процесса в России. Сохранить только специалитет планируется врачам, инженерам и ряду таких специальностей, как фундаментальная и синтетическая биология, медицинская микробиология, специальные химические технологии.

Будет запрещено бакалаврам поступать в магистратуру по специальности, отличной от первой "четырехлетки", будет сохранена возможность поступать только на профильно близкие направления обучения.

Тимур Кондратьев представил ряд высказываний пользователей интернета в социальной сети «ВКонтакте» [14.06.2022 REGNUM] в связи с отменой Болонской системы в России:

- "Развалили образование и через 20 лет наконец-то дошло? Что, что-то пошло не так? Убрали из школы черчение с астрономией, а потом — ой, а что это у нас технологии перестали развиваться? Ликвидировали детские организации — ой, а что это у нас воспитание с патриотизмом западать стали? Позакрывали сельские школы — ой, а что это у нас село вымирает и сельское хозяйство рушится? На учителей навесили по две-три ставки — ой, а что это учителя нервные стали и на детях срываются?» — Наталия С.

- «Российской власти понадобилось 30 лет бесконечных встреч с граблями, чтобы наконец понять, что прозападная система образования загоняет Россию в могилу».

- «Печально, что за 20 лет осознание пришло только сейчас. Как бы я ни «любил» этих горе думцев, в данном случае они правы. Специалитет гораздо эффективнее и востребованнее, чем бакалавриат и магистратура. И студенту проще, и работодателю лучше».

- «Останется произвести люстрацию в среде Минобра, чтобы ограничить влияние тех, кто писал учебники, разрабатывал программы и учился в странах коллективного запада. Катался на запад и слушал лекции о том, как правильно учить "туземцев". А также получал гранты. И проходил стажировки на Западе. Выявить всех, кто разваливал образование в России».

- «Помню, как обосновывали переход на Болонскую систему. Это был угар соития с Западом. А Запад расчетливо подсовывал нам то, что мешало развиваться нашей стране.

Болонская система - это вывоз "мозгов" из страны. Это создание условий, когда молодёжь вузов считает себя не патриотами страны, а людьми мира».

- «Создание в вузах кучи не относящихся ни к науке, ни к образованию синекурных структур, позволяющих оттягивать госфинансы».

 

Новая реальность России

Необходимость развития индустриальной экономики - экономическая истина, преданная анафеме реформаторами 90-х гг. Ими внедрялась идея, что по аналогии с США, в которых 80% ВВП приходится на долю услуг и только 20% - на реальное производство, нашей стране с обратным соотношение производства и услуг (70% к 30%) промышленное производство не нужно. А товары можно закупать за границей. Результатом разрушения советской экономики стал упадок производственных мощностей страны, закрытие заводов, разорение сельского хозяйства, рост безработицы, падение доходов населения. На замену реальному производству продвигалась сфера услуг и «спекулятивная экономика». Высокотехнологические отрасли (электроника, станкостроения, самолетостроение) были подорваны в первую очередь. [Возрождение производства – новая реальность России].

«Не было бы счастья, да несчастье помогло». Санкции создали условия для возрождения отечественного производства. Настало время восстановить промышленный потенциал. Только реальное производство товаров может обеспечить стране безопасность и процветание. Сокращение раздутой сферы обслуживания будет способствовать оттоку кадров в сектор производства, возрождать техническое образование.


Молодежь ищет интересную работу, а не высокую зарплату

Для молодых специалистов возможности обучения, развития и профессионального роста важнее размера заработной платы. К такому выводу пришли аналитики компании Avito, опросив молодых людей в 135 городах России. Своим исследованием они поделились с "Российской газетой".

Молодежь готова жертвовать высоким уровнем зарплаты ради опыта работы. У молодых специалистов превалирует нематериальная мотивация: они открыты для самореализации, эгоистичны и уверены в себе. Важно убедить таких работников, что их цели совпадают с целями компании. Молодые сотрудники проявляют большую активность. Они ставят перед собой высокие цели, чтобы другие члены коллектива воспринимали их как равных. Они стараются вникать во все детали, чтобы избегать ошибок. 

Они охотно вносят свой вклад в общее дело и не боятся перетрудиться. Способны генерировать новые идеи. Молодые сотрудники обладают самыми последними знаниями в научных областях, владеют новейшими технологиями и методами работы. Привыкли мыслить нестандартно и смотреть на вещи с разных сторон, нередко предлагают новые эффективные способы сокращения издержек и выполнения привычных задач, которые не только экономят время, но и позволяют сосредоточиться на ключевых элементах работы.

Может, им недостает опыта, но знаний у них предостаточно. Те, кто участвовал в особых проектах и знает обо всех подводных камнях, наверняка понадобятся работодателю в будущем.

На площадке 25-ого Петербургского международного экономического форума, генеральный директор АО «Наука и инновации» (научный дивизион ГК «Росатом») Павел Зайцев заявил, что все национальные и международные проекты атомной отрасли реализуются с привлечением молодежи в качестве приемников критически важных знаний. Уже со студенческой скамьи молодежь во время стажировок в научных центрах и институтах атомной отрасли имеет возможность почувствовать себя настоящими исследователями. Вместе с учеными мирового уровня они работают над решением стратегически важных научных задач, ведут диалог по ряду фундаментальных исследований. Мало приобрести знания, важно и нужно их эффективно применить. Сегодня «Росатом» является одним из наиболее привлекательных работодателей в России.

Эффективное использование новых знаний и лучших практик – залог успешного развития страны. Многие предприятия и организации ГК «Росатом» на постоянной основе практикуют проведение молодежных научно-технических конференций, на которых молодые специалисты представляют результаты своих работ по актуальным проблемам атомной отрасли. 

 

Развитие ядерных технологий нового поколения

В марте 2021 г. в ГНЦ НИИАР в Димитровграде прошла Всероссийская конференция молодых ученых атомной отрасли «Научные исследования и технологические разработки в обеспечение развития ядерных технологий нового поколения». 

На тематических секциях: «Физика, техника, облучательные технологии и безопасность ядерных реакторов», «Реакторное материаловедение и технологии»,  «Радиохимические и нуклидные технологии», - было рассмотрено более 70 докладов, посвященных широкому кругу вопросов в области атомной науки и техники: исследованию свойств, микроструктуры и коррозионных  характеристик аустенитных и феррито-мартенситных сталей, используемых в качестве оболочек твэлов быстрых реакторов; нанесению хромовых покрытий на оболочки из циркониевых сплавов; обсуждению методических аспектов исследований облученных материалов и др.

Представляем фрагменты тезисов докладов по следующей тематике: 

Молодые специалисты из АО «ГНЦ НИИАР»  П.А.Зайченко и А.П.Малков рассказали об экспериментальных исследованиях на реакторе МИР.М1 в 2019 г. Исследования проводили по следующим направлениям:

– облучение экспериментального низкообогащенного топлива до достижения среднего выгорания 65-67%;

– облучение экспериментального U-Zr топлива до достижения заданного выгорания;

– испытания экспериментальных укороченных твэлов типа ВВЭР и PWR до выгорания ~50 МВт·сут/кгU;

– эксперименты в режиме «скачок» мощности;

– наработка Ir-192.

Были представлены основные подходы при формировании компоновки активной зоны реактора МИР.М1 при подготовке к проведению экспериментальных исследований. 

Коллективом авторов из ФГБУ «НИЦ "Курчатовский институт"»: А.С.Лапиным, А.С.Бобряшовым, В.Ю.Бландинским, Е.А.Бобровым был представлен доклад «Использование реактора со сверхкритическими параметрами теплоносителя в системе ядерной энергетики с различными топливными циклами».

В качестве основных кандидатов на роль перспективных технологий легководных реакторов для двухкомпонентной ядерной энергетики рассматриваются реакторные технологии ВВЭР со сверхкритическими параметрами теплоносителя (реактор ВВЭР-СКД).

Такие реакторы способны использовать потенциал изотопа U-238 и Th-232 для наработки плутониевого или уранового топлива, эффективно воспроизводящегося в быстром спектре нейтронов, чтобы после переработки топлива в ЗЯТЦ его можно было использовать в тепловых и быстрых реакторах. В ходе работы была разработана концепция активной зоны реактора с возможностью работы как в уран-плутониевом, так и в уран-ториевом топливных циклах. Коэффициент воспроизводства для обоих циклов является приемлемым с точки зрения системы ядерной энергетики. Несмотря на то, что полученные значения КВ в уран-плутониевом цикле меньше 1, и реактор требует подпитки плутонием, эта подпитка незначительна по сравнению с нарабатываемым количеством топлива реактором-размножителем. Коэффициент воспроизводства с уран-ториевым топливом меньше, чем с уран-плутониевым, но, несмотря на это. U-Th топливный цикл может быть задействован в данном типе реакторов. 

Специалисты из АО «ОКБ "Гидропресс"» (г. Подольск) О.В.Короткова и С.Л.Лякишев представили перспективный горизонтальный парогенератор ПГВ-1К с одним коллектором теплоносителя для двухпетлевой реакторной установки с реактором ВВЭР, разработанный с целью повышения конкурентоспособности РУ.

ПГВ-1К имеет удвоенную тепловую мощность по сравнению с действующим парогенератором ПГВ-1000МКП, максимальную наполняемость теплообменными трубами, плотную компоновку РУ под защитной оболочкой и удобное обслуживание.

Горизонтальный парогенератор ПГВ-1К позволяет повысить безопасность РУ за счет исключения аварий с большой течью теплоносителя из первого контура во второй, а также за счет естественной циркуляции теплоносителя.

Кроме того, ПГВ-1К позволяет снизить массу парогенераторов в составе РУ более чем на 30%, уменьшить размеры защитной оболочки, а также сократить сроки строительства, заметно удешевляя создание АЭС в целом. 

Представители ФГБУ «НИЦ "Курчатовский институт"» А.М.Осипов и Д.В.Финошкина провели анализ тяжелой стадии аварии на АЭС с реактором РБМК-1000 с помощью расчетного кода «СОКРАТ».

Моделирования аварии типа «полное обесточивание» на канальных РБМК-1000 в ОА «НИКИЭТ»  проводилось в предположении отсутствия отвода тепла от активной зоны к металлоконструкциям реактора, что вносит существенный консерватизм в полученные значения временных характеристик аварии и не позволяет исследовать дальнейшую стадию ЗПА с движением топливосодержащих масс (ТСМ).

Основное отличие расчетов, проведенных в «НИЦ "Курчатовский институт"», от исследований, проводимых ранее — это учет аксиальной теплопроводности между элементами конструкции РУ путем введения «виртуальных» тепловых потоков из-за градиента температур. Учет теплопроводности между элементами РУ, расположенными на различных высотных уровнях, приводит к существенному изменению временных характеристик развития тяжелой стадии аварии с полным обесточиванием энергоблока с РУ типа РБМК-1000. 

Коллектив авторов из ФГУП «ОИВТ РАН» (Подольск) и ФГБОУ ВО «НИУ "МЭИ"»: И.А.Молотова, А.Р.Забиров, В.В.Ягов, М.М.Виноградов, И.А.Беляев, - исследовали влияние свойств покрытий на теплообмен при охлаждении горячих тел применительно к толерантному топливу для АЭС. Быстрейшее охлаждение разогретых топливных элементов в случае тяжелой аварии на АЭС – единственный способ предотвращения катастрофы. Расплавление активной зоны реактора и взаимодействие расплава с охлаждающей водой чревато опасностью парового взрыва.

При превышении начальной температуры тела критическую температуру охлаждающей жидкости, возникает пленочный режим кипения, характеризующийся низкими коэффициентами теплоотдачи. Для того чтобы избежать или сократить длительность плёночного кипения и добиться перехода к более интенсивному режиму изменяют параметры поверхности путем их модификации или нанесения различных покрытий.

При проведении экспериментов на экспериментальном стенде, созданном на кафедре инженерной теплофизики НИУ МЭИ, в интервале температур от -80 до 100 °C и давлений от атмосферного до 10 МПа был обнаружен рост температуры начала интенсивного режима охлаждения на образцах с покрытием из материала с низкой тепловой активностью. Охлаждение шло более интенсивно для покрытий из нержавеющей стали с увеличением толщины и шероховатости покрытия.

При охлаждении никелевого цилиндра в воде с большим недогревом температура перехода была близка к 650 °C, что значительно выше критической температуры воды.

Экспериментально было подтверждено, что процесс охлаждения зависит от таких факторов, как температура охлаждающей жидкости, материал покрытий (теплофизические свойства и шероховатость), недогрев жидкости и давление. Подтверждено существование особого режима теплообмена с высокой интенсивностью, возникающего в воде с большими недогревами. 

Специалисты АО «ОКБМ Африкантов» из Нижнего Новгорода Д.А.Новикова, А.Г.Васяткин, А.А.Молодцов усовершенствовали метод определения нейтронно-физических характеристик активных зон на критическом стенде СТ-1125.

Серийные активные зоны для транспортных реакторных установок разработки АО «ОКБМ Африкантов» проходят нейтронно-физические испытания в «холодном» состоянии на критическом стенде СТ-659. Новые головные активные зоны помимо «холодных» проходят и «горячие» испытания, где имитируется разогрев активной зоны и замедлителя до рабочих параметров по температуре и давлению на критическом стенде СТ-1125.

Это комплекс оборудования, работающего под давлением с внешним электронагревателем мощностью 1 МВт, обеспечивающим разогрев и поддержание температуры замедлителя – теплоносителя до 325 °С и давлении 17,6 МПа.

При проведении «горячих» испытаний определяются такие характеристики активной зоны, как:

- критическое положение компенсирующих групп (КГ) при заданной температуре;

- значение дифференциальной эффективности перемещаемых КГ при заданной температуре и положении КГ;

- значение коэффициентов реактивности по температуре и давлению в контуре высокого давления соответственно;

- температурный эффект реактивности при разогреве от начальной температуры до заданной при фиксированном положении КГ.

Определение характеристик осуществляется по изменению реактивности в различных состояниях, которая измеряется реактиметром от шести ионизационных камер, расположенных вокруг корпуса критической сборки. Ранее определение нейтронно- физических характеристик активной зоны проводилось путем фиксации на графике зависимости реактивности от температуры, значений реактивности, положения КГ (Н) и температуры, считанные с приборов в определенные моменты времени. При фиксации реактивности необходимо учитывать температурный эффект, вызванный изменением температуры в процессе проведения испытаний.

С появлением средств автоматизации измерений для учета температурного эффекта при определении реактивности был предложен метод с контролируемым разогревом замедлителя. Этот метод позволяет:

- исключить влияние температурного эффекта на определение дифференциальной эффективности РО КГ и критического положения РО КГ;

- уменьшить погрешность измерения дифференциальной эффективности РО КГ и критического положения РО КГ;

- сэкономить время проведения испытаний активной зоны за счет исключения времени стабилизации температуры замедлителя. 

Специалисты С.В.Рогожкин, В.В.Калыгин, В.А.Узиков из АО «ГНЦ НИИАР» (Димитровград) создали математическую модель миграции радиоактивных веществ для оценки безопасности инженерного барьера с принципом вложенности для РАО III и IV классов.

Актуальность работы обусловлена созданием унифицированного метода захоронения РАО средней и низкой активности в приповерхностных могильниках, путем отказа от невозвратных защитных контейнеров и распределения отходов, создавая из них инженерные барьеры.

Для оценки безопасности инженерного барьера требовалось показать, что влияние вертикальной диффузии процесса конвективного переноса радионуклидов в инженерном барьере играет определяющую роль в процессе распространения радионуклидов.

Суть предлагаемого подхода к обращению с САО и НАО заключается в отказе от НЗК, переходу на транспортируемые в защитных контейнерах блоки цементного компаунда, окружённые несколькими слоями барьеров из глины (10 мм с каждой стороны), стекла (10 мм) и стали (4 мм). Перед размещением блока, на нижний ряд блоков укладывают слой бентонитовых глин (10 мм), стекла (5 мм) и второй слой глин (10 мм). Данная конструкция позволяет создать ячейку инженерного барьера, обеспечивающую гидроизоляцию для цементного блока.

Полученные значения миграции в ячейках инженерного барьера в зависимости от времени, а также уменьшение активности радионуклидов для блоков с САО и НАО показали, что для прохождения радионуклидами первого блока потребуется 240 лет. Радионуклиды, вносящие основной вклад в активность, распадутся через 752 года, не покинув инженерный барьер, пройдя три блока.

Для НАО радионуклиды распадаются через 463 года, поэтому в расчетах миграция рассмотрена как прохождение оставшихся изотопов через инженерные барьеры со сложением по активностям. Миграция через одну ячейку инженерного барьера составит 240 лет. Прохождение оставшихся 10 ячеек инженерного барьера, с учетом деградации стали, бетона, и площадью трещин, равной 30% от всей площади стекла, составит 1 320 лет. Прохождение через буферный слой бентонита 3703 года. Использование многобарьерной защиты является оптимальным по безопасности вариантом научно обоснованного и технически доступного решения проблемы размещения низко и среднеактивных РАО в пункте захоронения. 

Коллектив авторов: Н.В.Ковалев, А.М.Прокошин, В.А.Яковлев, Н.М.Сидоров, Е.И.Холупенко, А.С.Кудинов из петербургского АО «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина» представили результаты оценочных нейтронно-физических расчетов загрузки активной зоны реактора на тепловых нейтронах и исследования возможности использования уран-плутониевого топлива РЕМИКС-Е (смесь природного урана и энергетического плутония 1-5%) в реакторах ВВЭР-1000.

Была разработана расчетная 3D-модель активной зоны энергоблока с помощью прецизионного кода Serpent, реализующего метод Монте-Карло, и исследованы основные нейтронно-физические характеристики (НФХ).

Все ТВС разбиты на 16 выгорающих зон по высоте. Оценка нейтронно-физических характеристик U-Pu топливной загрузки проводилась путем замены состава топлива урановых ТВС на уран-плутониевый (1-5% Pu) состав равного эффективного обогащения.

Нечетные изотопы плутония 239Pu и 241Pu отличаются большими по сравнению с 235U сечениями деления и поглощения нейтронов в тепловой области энергии, а также наличием сильного резонансного пика в тепловой области энергий. Чем больше плутония в активной зоне, тем сильнее меняется спектр нейтронов в активной зоне. Расчеты показали, что среднее время жизни поколения мгновенных нейтронов для U-Pu загрузки уменьшается в связи с наличием резонансного пика у 239Pu и 241Pu в тепловой области. С изменением содержания осколков деления изменяется доля запаздывающих нейтронов. Она уменьшается при увеличении содержания плутония. В связи с этим наблюдается падение эффективности аварийной защиты, но в пределах проектных ограничений. Спектр уран-плутониевого топлива более жесткий и содержит меньшее количество тепловых нейтронов. Так выгорающие поглотители с гадолинием начинают плохо выполнять свою функцию по снижению запаса реактивности в начале кампании, из-за чего необходимо увеличение концентрации борной кислоты. При концентрации плутония в топливе 1-2% еще наблюдается влияние гадолиния. Но при дальнейшем увеличении содержания плутония, влияние гадолиния становится незначительным.

Температурные коэффициенты реактивности в уран-плутониевой загрузке более отрицательные, чем при урановой загрузке. Коэффициент реактивности по концентрации борной кислоты менее отрицательный, но сохраняет свой знак.

В результате проведенной оценки нейтронно-физических характеристик был сделан предварительный вывод, что основные характеристики меняются незначительно при уран-плутониевой (1-5% Pu) загрузке и проектном режиме работы реактора. 

Проблеме радиационной стойкости конструкционных материалов активных зон реакторов была посвящена работа А.Р.Исинбаева, А.В.Козлова, И.А.Портных из АО «Институт реакторных материалов» (г. Заречный).

Среди научно-технических проблем, сдерживающих развитие ядерной энергетики, актуальной является проблема радиационной стойкости конструкционных материалов активных зон реакторов. Основным фактором, ограничивающим длительность работы конструкций в активной зоне реактора БН-600, является радиационное распухание оболочек твэлов. В качестве предельно допустимого распухания для оболочек твэлов при эксплуатации в реакторе БН-600 принята величина 15%. Для увеличения длительности эксплуатации твэлов усовершенствуются существующие и разрабатываются новые материалы оболочек. В АО «ИРМ» разработана модель заключительного этапа стадии нестационарного распухания, предназначенная для прогнозирования процесса распухания при продлении эксплуатации конструкций. Целью работы является сравнение остаточного и предельного (по распуханию) ресурса твэлов с оболочками из стали ЭК164 и ЧС68, отработавших в составе опытных ТВС в активной зоне реактора БН-600.

Используя методы электронной микроскопии на образцах, полученных из оболочек твэлов из стали ЭК164 и ЧС68 после облучения в реакторе БН-600, были получены гистограммы распределения пор по размерам при различных температурах и повреждающих дозах. Эволюция ансамбля пор для случая продолжения облучения управляется двумя процессами: ростом пор из-за поступления в них несбалансированного потока вакансий и коалесценцией пор. Исходя из модели завершающего этапа стадии нестационарного распухания, были рассчитаны изменения концентрации и среднего диаметра пор, а также временные зависимости пористости для всех образцов. Установлено, что предельный ресурс эксплуатации твэлов с оболочкой из стали ЭК164 выше, чем у твэлов с оболочкой из стали ЧС68 на 25%. 

Специалисты из АО «ГНЦ НИИАР» (Димитровград) Д.Е.Маркелов, Д.А.Соколовский, Ф.Н.Крюков, В.С.Неустроев изучали микроструктуру оболочек твэлов из стали ЭП823-Ш, облученных в реакторе БН-600.

Сталь ЭП823-Ш (16Х12МВСФБР-Ш) является одним из кандидатных конструкционных материалов для применения в качестве оболочек твэлов в реакторах с тяжелым теплоносителем. Особенностью этой стали, как и других сталей ферритно-мартенситного класса, является склонность к низкотемпературному радиационному упрочнению и охрупчиванию (НТРО). Установлено, что для сталей этого класса НТРО проявляется в области сравнительно низких температур облучения (300-400°С) и может быть ограничивающим фактором для их применения.

Исследования микроструктуры образцов из ферритно-мартенситной стали ЭП823-Ш были проведены до облучения и после облучения при температурах 380-425°С и при 580°С. Оболочки твэлов облучались в составе тепловыделяющих сборок в реакторе БН-600. Микроструктура образцов после нейтронного облучения при температуре 380-425°С представляла собой такую же структуру отпущенного реечного мартенсита, как и в необлучённом состоянии. Облучение при температуре 580°С привело к образованию радиационной дислокационной сетки как в мартенсите, так и в феррите. В образце были обнаружены выделения, равномерно распределённые в зёрнах феррита. Анализ микроструктурных изменений показал, что основной причиной низкотемпературного упрочнения и связанного с ним охрупчивания в стали ЭП823-Ш при облучении до повреждающей дозы 50 сна в диапазоне температур 380-425°С является образование мелкодисперсных сферических выделений карбидов М6С в теле зерна и дислокационных петель. 

Специалисты АО «Институт реакторных материалов» (г. Заречный) А.А.Козлова, O.A.Голосов, Т.Л.Кузина изучали показатели коррозии стали марки ЭП823-Ш в Pb.

Ферритно-мартенситная сталь ЭП-823Ш (16Х12МВСФБР) выбрана в качестве материала оболочек твэлов РУ БРЕСТ-ОД-300. Материал оболочек твэлов должен быть работоспособным в течение 5 лет при температурах тяжелого жидкометаллического теплоносителя (ТЖМТ) в диапазоне от 420 до 650оС при максимальной повреждающей дозе 130 сна.

Одной из главных трудностей в применении ТЖМТ является высокая коррозионная агрессивность жидкометаллического теплоносителя по отношению к компонентам стали. В неизотермических контурах с ТЖМТ наряду с образованием защитных оксидных пленок на поверхности сталей имеет место вынос в ТЖМТ компонентов стали в горячих участках контура, их массоперенос по тракту ТЖМТ и осаждение в холодных участках контура.

Такие показатели коррозии сталей в Pb, как глубина коррозии и вынос продуктов коррозии (ПК) сталей в ТЖМТ практически не исследовался. Проблема определения глубины проникновения коррозии в металл оболочек твэлов и массопереноса в контурах ТЖМТ является актуальной.

В данной работе рассмотрены вопросы определения глубины коррозии, убыли массы и выноса продуктов коррозии ферритно-мартенситной стали ЭП-823Ш в расплаве свинца с использованием гравиметрического метода. Коррозионные испытания образцов стали проводились в течение 895 ч при 490 ± 10оС в свинце с содержанием кислорода на уровне ~(0,7-1,6)·10-6 мас.%. Испытания образцов стали проводили в петлевом канале одновременно в условиях реакторного облучения с плотностью потока нейтронов (1,1-1,2)·1014 н/(см2·с) с E>0,1 МэВ и вне облучения. Скорость движения свинца поддерживалась на уровне 0,2-0,3 м/с.

Было установлено, что на поверхности образцов, испытанных вне облучения, формируется неоднородная оксидная пленка, неравномерно покрывающая поверхность образцов. Масса образцов, расположенных на входных участках рабочей зоны, оказалась больше в среднем на ~11-17 г/м2 по сравнению с исходной, а – на выходе из рабочей зоны имела место убыль массы на уровне ~3,5-6,0 г/м2. Толщина оксидной пленки находится в пределах от 1,9 до 3,4 мкм. Коррозионные потери образцов стали ЭП-823Ш, испытанных вне облучения, находятся в диапазоне от ~10,2 до ~24,7 г/м2, что эквивалентно глубинам проникновения коррозии 1,3-3,2 мкм. Вынос ПК в свинец на входных участках рабочей зоны составляет ~3-3,5 г/м2 и равен ~30% от общих коррозионных потерь.

На выходе из рабочей зоны абсолютные значения выноса ПК в Pb возрастают до ~8-12 г/м2, а их доля от общих коррозионных потерь увеличивается до ~47%.

На образцах, испытанных в условиях реакторного облучения, образуются более толстые оксидные пленки, практически полностью покрывающие поверхность образцов. В отличие от необлученных образцов на всех облученных образцах выявлена убыль массы от ~6,0 до ~25 г/м2. Коррозионные потери облученных образцов находились в пределах от ~41 до ~77 г/м2.

Толщина ПК на облученных образцах была в ~3 раза больше по сравнению с необлученными и находилась в пределах от 6,4 до 9,9 мкм. Глубина проникновения коррозии в металл на облученных образцах изменяется в пределах от 5,3 до 10,0 мкм в зависимости от местоположения в рабочем участке и в ~3-4 раза больше по сравнению с необлученными образцами. Значения выноса ПК с поверхности облученных образцов в Pb также больше по сравнению с необлученными образцами и находятся в пределах от ~16,7 г/м2 на входных участках рабочей зоны до ~39,0 г/м2 и составляют соответственно 40 и 51% от общих коррозионных потерь. Ускоряющее влияние нейтронного облучение на коррозию стали ЭП-823Ш при исследованных условиях испытаний объясняется авторами явлениями радиационно-стимулированного распада, имеющими место в ферритно-мартенситных 12%-ных хромистых сталях с образованием вторичных фаз, обогащенных по хрому. 

Коллектив авторов из ПАО «МСЗ» (г. Электросталь) и АО «ВНИИНМ»  (Москва) А.Е.Карпеева, А.Е.Скомороха, И.С.Тимошин, Е.Н.Михеев своё исследование посвятили термической стабильности геометрических размеров ураногадолиниевого топлива (УГТ).

Стабильность геометрических размеров топливных таблеток является одним из основных параметров, влияющих на безопасность работы реактора. Она определенным образом соотносится с термической стабильностью геометрических размеров («доспекаемостью»). «Доспекаемость» определяют по изменению среднего наружного диаметра таблетки (или плотности), обусловленному спеканием в регламентированных условиях термообработки, отнесенному к исходному среднему диаметру таблетки (или плотности), и выражают в процентах. Как размеры, так и плотность топливной таблетки зависят от многих технологических параметров. В данной работе были исследованы следующие параметры: температура спекания, время спекания, количество порообразователя и способ его введения в исходный порошок, время обработки, влияние различных добавок.

Были решены следующие задачи:

- исследованы закономерности изменения значений термической стабильности от технологических параметров;

- обоснованы основные режимы изготовления УГТ с высоким содержанием выгорающего поглотителя для получения оптимальных значений по термической стабильности геометрических размеров;

- разработан и внедрен поэтапный способ добавки порообразователя для стабилизации значений «доспекаемости» геометрический размеров;

- рассмотрены перспективные способы влияния на значения термической стабильности (добавка Gd(OH)CO3·xH2O взамен Gd2O3).

Полученные результаты помогут усовершенствовать существующую технологию изготовления УГТ. 

М.Д.Савельев, Б.А.Тарасов, А.А.Голубничий из московского АО «ВНИИНМ» занимаются изучением и разработкой материалов для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Среди кандидатных материалов рассматриваются стали различного состава. Ранее авторами было установлено, что сплавы состава Fe-5%Cr-5%(Al+Si) имеют высокую коррозионную стойкость в воде высоких параметров (523 К, 16 МПа) и не подвержены явлению распада твёрдого раствора, характерному для железо-хром-алюминиевых сталей. Одним из основных требований к материалу оболочек твэлов водо-водяных реакторов является сохранение высоких прочностных характеристик на протяжении всей топливной кампании.

Для оптимизации термомеханической обработки и достижения наилучших прочностных характеристик была проведена серия отжигов при различных температурах. Параллельно была использована технология упрочнения материала путём введения дисперсно-упрочняющих оксидных частиц Y2O3.

Целью данной работы было установление закономерностей изменения прочностных характеристик низкохромистой стали на основе Fe-Cr-Al-Si и оценка структурных и размерных факторов дисперсно-упрочняющих частиц оксида иттрия, полученных методом горячего прессования и последующей холодной деформацией.

В работе были рассмотрены сплавы, содержащие 5 мас.% Cr, 5 мас.% (Al+Si) и дополнительно легированные для повышения комплекса свойств различным количеством Nb, Ti, Zr, Mo, B и Y.

Было показано, что после отжига в интервале температур 600-700°С наблюдается резкое падение микротвёрдости для изучаемых сплавов. Проведённые в ПЭМ исследования показали, что исходные частицы оксида иттрия растворяются в процессе механоактивации и выпадают при спекании в виде алюминий-содержащей фазы, вероятнее всего алюмо-иттриевого граната. Форма и параметры распределения частиц по размерам не претерпевает изменения, сохраняя подобие с исходным распределением. 

А.О.Мазаев, Г.П.Кобылянский, Е.В.Чертопятов из АО «ГНЦ НИИАР» (Димитровград) представили результаты работы по определению изменений механических свойств оболочек твэлов из сплава Э110 в продольном направлении после эксплуатации в реакторе ВВЭР-1000. Для оценки запаса несущей и деформационной способности оболочек твэлов при эксплуатации в реакторах ВВЭР-1000 необходимы данные по радиационному упрочнению и снижению пластичности оболочек из сплава Zr-1%Nb (сплав Э110) не только в поперечном, но и в продольном направлении.

На оболочки твэлов при эксплуатации воздействует не только облучение, но и такие факторы, как механические нагрузки со стороны теплоносителя и топлива, а также коррозионные процессы.

Целью данной работы являлось определение изменений механических свойств оболочек твэлов из сплава Э110 в продольном направлении после эксплуатации в реакторе ВВЭР-1000 до выгораний топлива ~20 и ~70 МВт сут/кгU по сравнению с механическими свойствами оболочечной трубы до облучения.

Для исследований использовали твэлы двух тепловыделяющих сборок (ТВС) ВВЭР-1000 с оболочками из циркониевого сплава Э110 (Zr–1% Nb): с глубиной выгорания топлива 20 МВтсут/кг U и 72 МВтсут/кг U, с длительностью эксплуатации один год и шесть лет соответственно. Номинальный наружный диаметр оболочек до облучения составлял 9,1 мм, а внутренний – 7,73 мм. Топливный сердечник изготовлен из таблеток диоксида урана диаметром 7,57 мм с центральным отверстием диаметром 1,4-1,5 мм. Твэлы были заполнены гелием под давлением 2,0±0,2 МПа.

Механические характеристики (предел прочности  {displaystyle sigma _{B}}, условный предел текучести и общее относительное удлинение) оболочки твэла в продольном направлении определяли по результатам испытаний на растяжение сегментных образцов, которые вырезали из области твэла, соответствующей середине топливного столба. Радиационное воздействие при эксплуатации твэлов в реакторе вызвало упрочнение и снижение пластичности оболочек в продольном направлении.

При этом механические свойства оболочек твэлов, отработавших в реакторе ВВЭР-1000 в течение одного года и шести лет, в пределах разброса данных практически не различимы, что совпадает с выводами о том, что с ростом флюенса нейтронов (повреждающей дозы) механические свойства сплава Э110 выходят на постоянный уровень.

Увеличение условного предела текучести произошло в большей мере, чем предела прочности. Так, при комнатной температуре значения предела прочности в результате эксплуатации возросли от 445 до 590 МПа, а предела текучести – от 288 до 535-550 МПа.

При температуре 380оС эти значения стали меньше, чем при комнатной температуре, и изменились от 208 до 365-375 МПа и от 121 до 357 МПа соответственно.

Общее относительное удлинение оболочки после эксплуатации твэлов уменьшилось (с 37-41% до 7-8% после одного года эксплуатации и до 8-10% после эксплуатации в течение 6 лет), повышение же температуры испытания от комнатной до 380оС не привело к существенному изменению этой характеристики пластичности. 

Молодые ученые из петербургского Радиевого института им. В.Г. Хлопина: Е.А.Камаева, А.С.Кудинов, М.С.Агафонова-Мороз, Н.В.Ковалёв, А.А.Мурзин, Н.В.Рябкова исследовали возможность переработки перспективных видов ядерного топлива - топлива для атомных станций малой мощности (АСММ) и толерантного топлива Accident Tolerant Fuel (ATF).

Потенциальная емкость рынка малой энергетики России оценивается приблизительно в 9-12 ГВт. Проектируемые АСММ рассчитаны под топливо с повышенным обогащением, высоким выгоранием и неопределённым временем выдержки. Большое число различных типов реакторов, малое количество отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и разное выгорание затрудняет прямую переработку.

При проведении оценочного расчёта состава ОЯТ АСММ на базе КЛТ-40С с выгоранием 70 ГВт*сут/тТМ и обогащением уранового топлива 19% по 235U было выявлено, что примерно 10% 235U остаётся не выгоревшим, что ~ в 10 раз больше по сравнению с ОЯТ ВВЭР-1000, поэтому целесообразно регенерировать этот уран и вовлекать обратно в ЯТЦ. Вместе с тем от некоторых типов АСММ появляются высокоактивные отходы (ВАО), содержащие бериллий и/или алюминий, которые трудно включать в боросиликатное стекло. ВАО, содержащие алюминий сейчас включаются в алюмофосфатное стекло, однако в исторической перспективе от него придется отказаться. ВАО, содержащие большие количества бериллия, трудно включаются как в алюмофосфатное, так и в  боросиликатное стекло, а существующий дефицит бериллия ставит вопрос о его извлечении из таких ВАО.

«Толерантное топливо» — устойчивое к авариям ядерное топливо, предназначенное для зарубежных АЭС российского дизайна с реакторами ВВЭР-1000/1200. Начало промышленного использования «толерантного топлива» ожидается к 2030 г., в первые годы в виде разовых загрузок 1-2 реакторов. К 2035 г. будет накоплено около 100 тонн ОЯТ ATF, но дальнейшим с переводом всех зарубежных АЭС российского дизайна с реакторами ВВЭР-1000/1200 на толерантное топливо количество такого ОЯТ возрастет

в разы. Но накопленного традиционного ОЯТ ВВЭР 1000/1200 на порядки больше, а значит, что переработка по существующей технологии ещё долго будет преобладать — это позволит какое-то время смешивать «толерантное топливо» с традиционным топливом и перерабатывать их совместно.

Сейчас в ГК «Росатом» активно ведутся разработки таких перспективных видов топлива, но при этом вопрос о последующей переработке отодвинут на второй план. Из-за большого разнообразия предлагаемых топливных композиций и конструкционных материалов нельзя с уверенностью сказать, по какой схеме перерабатывать будущее ОЯТ.

На данный момент в реактор загружены экспериментальные ТВС с 4 комбинациями материалов оболочки и топливной матрицы: таблетки изготовлены как из традиционного диоксида урана, так и уран-молибденового сплава с повышенной плотностью и теплопроводностью, а в качестве материалов оболочек использованы циркониевый сплав с хромовым покрытием, а также хром-никелевый сплав. После промышленного внедрения толерантного топлива на переработку будет поступать отличное от «классического» ОЯТ.

Отличия ОЯТ АСММ и ОЯТ ATF от традиционного очевидны, поэтому необходимо прорабатывать отдельные головные операции, включая растворение-осветление, как самостоятельные модули с последующим внедрением их в технологию существующих и строящихся перерабатывающих предприятий. Важно учесть, что не для всех видов топлива будет возможно удаление трития волоксидацией. Операции фракционирования ВАО и отверждения отходов должны организовываться отлично от основной технологии РУ ТН из-за присутствия ряда необычных компонентов, таких как бериллий, молибден, алюминий, хром-никелевые сплавы, а также из-за большой выдержки топлива, что делает нецелесообразным коммерческое использование продуктов деления (стронций-90, цезий-137) вследствие их низкой удельной активности. 

Специалисты из АО «ГНЦ НИИАР» (Димитровград)  А.Р.Салахова, А.С.Корнилов, О.С.Дмитриева, К.О.Копанева, А.О.Макаров представили результаты исследования поведения плутония и америция в формиатных и оксалатных системах.

Выделение из облученного ядерного топлива минор-актинидов: нептуния, америция и кюрия является важной задачей для замыкания ядерного топливного цикла. Высокая радиоактивность этих элементов затрудняет их захоронение и окончательную изоляцию в окружающей среде. Решением этой проблемы может стать трансмутация или выжигание минор-актинидов с последующим включением их в ядерное топливо.

В настоящее время ведется экспериментальная проверка процессов изготовления ядерного топлива и мишеней для выжигания минор-актинидов. Это требует наличия у исследователей граммовых количеств указанных элементов.

В АО «ГНЦ НИИАР» накоплены значительные запасы диоксида плутония энергетического происхождения и отходов от производства МОКС-топлива. Содержащийся в них плутоний-241 (Т1/2=14,4 лет) в значительной мере распался до америция-241(Т1/2=435 лет), что делает их ценным сырьем для наработки препарата оксида америция-241.

Для выделения 241Am из выдержанного диоксида плутония были выбраны осадительные методы, основанные на свойствах формиатов, оксалатов и ацетатов америция и плутония.

Формиатно-оксалатный метод заключается в предварительной очистке Am и Pu от примесей, которые останутся в растворе в виде растворимых формиатных комплексов и последующем раздельном осаждении оксалатов америция и плутония.

Оксалатно-ацетатный метод основан на селективном осаждении оксалата Am(III) в присутствии ацетат-ионов и последующем осаждении оксалатов Pu(III) и Pu(IV) в сильнокислой среде.

В работе обобщены результаты экспериментальной проверки условий осаждения и взаимной очистки плутония и америция в формиатно-оксалатной и оксалатно-ацетатных системах на реальной смеси Pu, Am. 

Выбору сырья для разработки барьерных материалов и оценке его свойств посвятила свою работу В.О.Жаркова из московского  ФГБУН «ИФХЭ РАН».

Для предотвращения утечек радионуклидов и других загрязняющих веществ из пунктов захоронения радиоактивных отходов и консервации ядерно- и радиационно-опасных объектов современные концепции безопасности предполагают сооружение защитных барьеров из глинистых материалов, обладающих противофильтрационными (исключение адвекционного переноса радионуклидов) и противомиграционными (физико-химическая иммобилизация радионуклидов) свойствами. При выборе сырья для разработки барьерных материалов также необходимо исходить из реальной минерально-сырьевой базы, способной обеспечить крупнотоннажную поставку в течение длительного времени. В качестве перспективных материалов для создания инженерных барьеров безопасности

рассматриваются каолиновые и бентонитовые глины месторождений Красноярского края и Республики Хакасия (Кантатское, Кампановское, Камалинское, 10-й Хутор).

Сорбционные характеристики глинистых материалов оценивались по отношению к радионуклидам–компонентам РАО: 90Sr, 137Cs, 233U, 237Np, 238Pu, 241Am.

Эксперименты были выполнены в статических условиях, что правомерно, учитывая низкие скорости фильтрации растворов через глинистые барьеры. Сорбционные свойства образцов оценивались по следующей схеме: определялась кинетика процесса взаимодействия, коэффициенты распределения и прочность фиксации радионуклидов (метод последовательной экстракции).

Фильтрационные испытания проводили в условиях одномерной деформации на автоматизированном испытательном комплексе АСИС (НПП «Геотек»). Были получены зависимости коэффициента фильтрации воды от сухой плотности (ρт) глинистых дисперсных материалов. Каолиновые материалы при давлении на образец в диапазоне 1-8 МПа уплотняются лучше (ρт=1,7-2,3 г/см3), чем бентонитовые материалы (ρт=1,3-1,7 г/см3). Коэффициенты фильтрации для бентонитовых материалов ниже 10-11 м/с, для каолиновых — ниже 2-5·10-11 м/с. 

Представитель московского ФГУП «РАДОН» К.Е. Воронцова оценила безопасность хранилищ РАО.

С 1997 г. работы по совершенствованию метода прогнозной оценки безопасности выполнялись специалистами ФГУП «РАДОН» в рамках научных программ МАГАТЭ и опробовались на различных объектах приповерхностного захоронения РАО. Были сформулированы основные положения методологического подхода к оценке безопасности. Оцениваемый объект рассматривается как единая взаимосвязанная система, включающая:

- источники возможного загрязнения — упаковки РАО (матрицы отходов, контейнеры, закрытые радионуклидные источники и т.д.) и инженерные барьеры хранилища;

- ближнюю зону хранилища — вмещающие или подстилающие естественные породы, непосредственно контактирующие с хранилищем;

- дальнюю зону хранилища (геосферу) — вмещающие породы, контактирующие с ближней зоной и биосферой, состояние и характеристики которой влияют на миграцию радиоактивных веществ от границы ближней зоны к границе биосферы;

- биосферу — окружающую среду, которая может подвергнуться радиационному воздействию приповерхностного хранилища.

На производственной площадке ФГУП «РАДОН» почти 50 пунктов хранения РАО, большей частью выполненных в заглубленном положении, относительно поверхности земли. В качестве основных барьеров при размещении РАО в хранилищах рассматриваются матричные материалы формы РАО, долговечные контейнеры, монолитные железобетонные конструкции сооружения, геологическая среда «ближнего поля» хранилищ. В качестве дополнительных барьеров — буферный материал заполнителя, водонепроницаемые вкладыши в упаковочных комплектах, консервирующее покрытие хранилищ, средства дренажа фильтрата.

Периодически проводятся исследования, направленные на изучение естественных поверхностных процессов и свойств геосферы, оценку динамики миграции радионуклидов в случае снижения изолирующих свойств сооружений.

В отношении хранилищ РАО, действующих в течение 30 лет и более, проводятся процедуры продления срока их эксплуатации, которые начинаются с детального обследования состояния инженерных конструкций и геологической среды «ближнего поля» сооружений. Регулярно проводятся работы по улучшению изолирующих свойств хранилищ, делаются расчёты и прогнозы по оценке дозовых нагрузок на население при нормальной работе объекта, а также при нарушениях нормальной работы, в том числе при гипотетических серьёзных авариях. На сегодняшний день разработаны математические и компьютерные модели, накоплен практический опыт выполнения оценки различных систем хранения и захоронения отходов.


Т.А.Девятова

При подготовке материала использована информация сайтов atomic-energy.ru , rosatom.ru , http://www.atominfo.ru/newsz04/a0917.htm

 

Дополнительные источники

1.      Х Всероссийская молодёжная конференция «Научные исследования и технологические разработки в обеспечение развития ядерных технологий нового поколения», ГНЦ НИИАР, март 2021 г. г. Димитровград

2. П. Колчин, Центр экспертного сопровождения политических процессов. Возрождение производства – новая реальность России. 27.05.2022

3. А. Мильченко, Болонская система вышла из России. 6.06.2022 Газета.Ru

4. Е.Довгач, портал Молодые специалисты: отсутствие опыта или высокая продуктивность? ПРОтруд.by №14/2020, 21.07.2020

5. "Российская газета". Результаты опроса компании Avito


Статья представлена в сокращенном варианте. Полностью текст - в ближайшем выпуске "Атомной стратегии".

 


 

 

 


 

 







Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=10148