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 жа­һан­дық өлшеміне сай білімі мен құзы­ре­ті қандай деңгейде?

– Қоғамдық тыңдауда сындарлы диалог болды. Біз жеткен жетістіктеріміз туралы әңгі­ме­ледік, талқыладық, барлық сұ­рақ­қа 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 тасымал­дағыш 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 дең­гей­дегі 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 бо­йынша 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 қосым­ша 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 реак­торларын жасау кезінде қол­данылады.

Әңгімелескен –

Нұрбай ЖОЛШЫБАЙҰЛЫ,

«Egemen Qazaqstan»