Весной 2017 года японский исследовательский институт Mitsubishi выбрал консорциум нескольких научных подразделений Росатома для изготовления высокочувствительного нейтронного детектора, пригодного для работы в экстремальных условиях высокого гамма-излучения. Новый детектор начнет поиск загрязнений на Фукусиме осенью этого года, сообщает Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики.
Авария на АЭС «Фукусима-1» произошла в марте 2011 года. Землетрясение и последовавшее за ним цунами стали причиной сбоя электроснабжения на станции с шестью атомными энергоблоками. Волна высотой пять метров затопила резервные дизельные генераторы, и станция осталась без электричества, необходимого для работы системы охлаждения реакторов. В результате ядерное топливо первого, второго и третьего реакторов начало плавиться. Из-за скопления водорода в зданиях, где расположены реакторы, произошли разрушительные взрывы. Количество пострадавших от радиации в первые дни катастрофы, по разным данным, варьируется от 100 до 300 человек.
Катастрофа на АЭС в Японии нанесла заметный экологический урон. Она стала причиной крупнейшего за всю историю выброса радиоактивных изотопов в Мировой океан. В апреле 2011 года в пробах океанской воды, взятых у берегов Фукусимы, уровень цезия-137 в 50 миллионов раз превышал доаварийный уровень.
Цезий, попадая в тело человека, непрерывно облучает его изнутри, практически не снижая интенсивность с течением времени. Выведение цезия из организма — процесс очень долгий. А его радиоактивность снижается в два раза только через 30 лет. Как для него, так и для других изотопов, высвободившихся во время аварии на Фукусиме, нужны эффективные средства поиска. Однако далеко не все детекторы уверенно работают в местах, где наблюдается сильное гамма-излучение.
Расплавленное топливо — основной источник радиации на АЭС, оно отравляет воду, которую используют для охлаждения реакторов. Ее пока невозможно полностью очистить от радиоактивных элементов. Помочь создать карту расплавленного топлива на «Фукусиме-1» могут нейтронные детекторы, оснащенные мощными дозиметрами и способные выдержать высокие уровни радиации. При этом желательно, чтобы данные от них можно было получить удаленно — тогда дозиметры можно будет монтировать на роботов, не подвергая людей рискам работы в загрязненной зоне.
Весной 2017 года для выполнения первого этапа работ японский исследовательский институт Mitsubishi выбрал возглавляемый «РосРАО» консорциум из нескольких научных предприятий Росатома. За последние годы в России были разработаны нейтронные счетчики размерами меньше спичечного коробка и с расстоянием уверенного дистанционного применения до 60 метров.
Для проверки их работы были использованы образцы смеси расплавленного ядерного топлива и бетона, известные как кориум. Их взяли из аварийного энергоблока № 4 Чернобыльской АЭС. Образцы этого вещества хранятся в петербургском Радиевом институте им. В.Г. Хлопина.
Как показали испытания, созданный российскими специалистами нейтронный детектор может успешно работать при уровне гамма-излучения до 1000 грей в час и даже выше. 1 грей — это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения в 1 джоуль. Доза облучения выше 10 грей в час смертельна для человека, и уже при сотнях грей в час подавляющее большинство неэкранированной электроники перестает работать. Другая важная особенность прибора — малый размер. Новый детектор может проходить в отверстия от 100 до 130 миллиметров, потому что его диаметр составляет всего 20 миллиметров, а длина — 40 миллиметров. До сих пор устойчивые к радиации дозиметры имели заметно большие габариты, что не давало возможности использовать их на «Фукусиме-1»: размеры проломов в бетонных стенах и большое количество обломков в загрязненной зоне станции исключали их свободное перемещение внутри нее с помощью роботов.
На самой АЭС «Фукусима-1» нейтронные детекторы из России появятся в конце 2018 года. Созданная ими система измерений будет накапливать полученные результаты в базу данных, а также строить трехмерные карты плотности мощности гамма-излучения и нейтронного излучения. Таким образом будут найдены точные места скопления радиоактивных топливных фрагментов, которые впоследствии предстоит извлечь при разборке аварийных энергоблоков японской АЭС. Предполагается, что эта работа займет многие годы.
