Все новости

Российский нейтронный детектор поможет японцам на Фукусиме

Предприятия Росатома поставят в Японию уникальный нейтронные детекторы, позволяющие обнаруживать загрязнение окружающей среды опасными изотопами.

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.