Зачем нужны системы радиационного контроля

Московский Специализированный научно-исследовательский институт приборостроения (СНИИП) — ведущая отраслевая научная организация в области ядерного приборостроения. Одним из ее основных продуктов являются автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК). Главный конструктор АСРК СНИИП Андрей Гордеев рассказывает, для чего нужны эти системы, чем зарубежные требования к радиационному контролю отличаются от российских и могут ли подобные технологии стать безлюдными. 

При любой погоде

— Главной характеристикой АСРК является устойчивость при взаимодействии с радиоактивными источниками излучения. А погодные условия или другие внешние воздействия могут повлиять на точность показаний?

— Наша система крайне устойчива к внешним факторам и, в первую очередь, сохраняет чувствительность измерительных каналов к излучению, обусловленному радиоактивными средами. Ключевые характеристики системы — точность радиационного контроля и достоверность поступающей информации. И никакие колебания атмосферного давления, температуры или влажности не влияют на показания.

— Назовите ваших основных конкурентов.

— Игроков на российском рынке, предлагающих подобные комплексные решения, сегодня не так много. За рубежом я бы выделил две крупные компании — это Mirion Technologies (Франция) и Thermo Fisher (США — Германия), которые контролируют порядка 80% мирового рынка систем радиационного контроля. С обеими компаниями мы не только тесно сотрудничаем, но и оформили соглашения о частичной локализации их оборудования на наших отраслевых предприятиях, в том числе и площадке СНИИП.

— «Росатом» активно строит АЭС за рубежом. Требования к системам радиационного контроля там отличаются от российских?

— За рубежом система радиационного контроля традиционно не является частью АСУ ТП и относится к категории специальных диагностических систем, которые поставляются вне базового комплекта автоматизации энергоблока. И это главное отличие. В российском варианте — это неотъемлемая часть АСУ ТП, что сразу накладывает на систему те же требования, которые предъявляются для всех систем безопасности реакторного острова. Данное отличие в какой-то мере является нашим конкурентным преимуществом.

Также перед западными вендорами не стоит задача по передаче информации из АСРК в систему верхнего блочного или верхнего станционного уровня АЭС. У них на этапе проектирования не закладываются подобные требования, и продукт получается автономным от инфраструктуры АСУ ТП. У нас же подобная задача четко прописана в проектной документации, поэтому и сама система по своим функциональным характеристикам превосходит зарубежные аналоги.

Лучше отечественное

— На каких объектах установлены системы радиационного контроля, разработанные в СНИИП?

— Решения СНИИП уже реализованы на Ростовской и Калининской АЭС, частично — на Нововоронежской АЭС-2, сейчас в производстве два комплекта АСРК с расширенным функционалом для двух блоков Курской АЭС-2, которые сооружаются по проекту ВВЭР-ТОИ. Недавно мы закончили оснащать системой контроля радиационной обстановки (АСКРО) Ленинградскую АЭС-2 — разместили на ее площадке 12 современных постов контроля радиационной обстановки.

Отдельно необходимо отметить, что полностью на базе программно-технических средств АСРК СНИИП реализована система радиационного контроля для ПАТЭС «Академик Ломоносов», которую запустили в этом году в Певеке на Чукотке.

У нас сформирован портфель заказов на АСРК для 10 энергоблоков. В том числе реализуется контракт на поставку АСРК для первого и второго блоков АЭС «Руппур» в Бангладеш, недавно подписан контракт на четыре энергоблока турецкой АЭС «Аккую».

Кроме этого, наше решение по контролю радиационной обстановки реализовано на промышленной площадке НИЦ «Курчатовский институт». Для нашего предприятия это предмет гордости, ведь мы смогли решить эту задачу полностью на базе оригинальных технических средств собственной разработки и производства. Нашими системами оснащены физические стенды БФС-1, БФС-2 на площадке ГНЦ РФ — ФЭИ, установки на Горно-химическом комбинате и ряд объектов двойного назначения. Полученный опыт позволяет тиражировать наши решения и на другие исследовательские установки, которые в том числе используются в мегасайенс-проектах. Например, по проекту центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») планируется построить 30 исследовательских станций, использующих разные рентгеновские методики для решения различных задач. Станции мы можем оснастить своими уже референтными АСРК.

— Много ли импортных компонентов в аппаратуре АСРК?

— Всего порядка 150 уникальных наименований из почти 9 тыс. элементов. Мы осознаем, что в любой момент могут возникнуть некоторые трудности, если нам по какой-то причине откажут в поставке этих компонентов. Хотя большую часть из них уже сегодня можно заменить на отечественные аналоги. Правда, с небольшой потерей в характеристиках отдельных компонентов (например, возрастет энергопотребление, увеличатся габариты, придется сократить объем сервисных и диагностических опций), но в целом на работоспособность самой АСРК и ее базовые функции эта замена никак не влияет. По этой причине мы активно участвуем в мероприятиях по развитию электронной компонентной базы, которые в отрасли ведутся под эгидой РАСУ.

— Возможно ли полностью исключить человека из процесса сбора и обработки информации в АСРК? И насколько это целесообразно?

— Понятно, что для минимизации воздействия на организм человека многие функции, связанные с радиоактивными средами, должны быть полностью автоматизированы, чтобы исключить прямой контакт с технологической средой. Но есть задачи, где полностью исключить участие человека из технологической цепочки не получится, по крайней мере, на данном этапе развития технологий. Например, когда в ходе планово-предупредительных ремонтов энергоблока вскрывается технологическое оборудование, расположенное в зоне контролируемого доступа, только оператор в состоянии интерпретировать показания измерительных каналов АСРК. Также проведение поверки средств измерений с участием человека еще продолжительное время не будет иметь альтернатив.

Приборы нового поколения

— В 2019 году СНИИП вошел в состав дивизиона «АСУ ТП и электротехника». Что изменилось?

— Мы с самого начала почувствовали поддержку РАСУ — отраслевого интегратора и главного конструктора АСУ ТП, который задал довольно высокую планку по качеству продукции и соблюдению сроков реализации проектов. Практически сразу после вхождения в новый дивизион мы согласовали стратегию развития предприятия до 2030 года, а также ряд инвестиционных проектов развития — комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию новой линейки АСРК и систем радиационного контроля для атомных ледоколов, АЭС малой мощности, береговой инфраструктуры Северного морского пути и т.д.

— Что в ближайших планах?

— Если говорить про перспективу двух-трех лет, нам предстоит завершить уже начатые НИОКР. Это порядка 10 решений, 12 устройств детектирования основных радиационных параметров атомных станций. За это время необходимо изготовить опытные образцы, провести испытания, сертифицировать их и адаптировать конструкторскую документацию под современные требования проектов строительства АЭС. И естественно, выполнить все взятые на себя обязательства по оснащению системами радиационного контроля строящихся АЭС и по модернизации действующих станций. 

За счет использования современных методов цифровой обработки сигналов с детекторов ионизирующего излучения мы планируем расширить диапазоны измерений в АСРК и снизить их погрешность. Также изучаем доступные на рынке цифровые аппаратные средства обработки сигналов и на их основе пытаемся разрабатывать собственные решения.

Что касается среднесрочных планов, планируем запустить собственный R&D-центр, который будет заниматься разработкой нового поколения приборов, развивать существующие диагностические методы радиационного контроля и прототипировать полученные решения. Это обеспечит конкурентоспособность предприятия на многие годы вперед.

Из перспективных — направление экологического мониторинга, которое можно будет использовать в проекте «Умный город». Под эту задачу сейчас разрабатываем универсальное решение, которое позволит оснащать АСРК отраслевых предприятий датчиками не только радиационного контроля, но и других физических параметров — ставить газоанализаторы, измерители вредных веществ, элементы досмотровых систем и т. д.

СПРАВКА

Автоматизированная система радиационного контроля (АСРК) предназначена для сбора, обработки, регистрации и представления информации о параметрах радиационного состояния объектов контроля, а также радиационной обстановки окружающей среды. Этими системами оборудуют атомные станции, предприятия топливного цикла, пункты хранения и переработки РАО, научно-исследовательские центры, где установлены реакторы.

АСРК — комплекс технических средств двух уровней. На нижнем измеряются физические характеристики и идет первичная обработка данных, которые передаются на верхний уровень — автоматизированные рабочие места операторов, серверы и узлы обработки данных. На одном энергоблоке АЭС свыше 500 измерительных каналов (стационарных устройств детектирования — радиационных мониторов ионизирующих излучений), контролирующих всевозможные радиационные параметры: мощность дозы гамма-излучения, объемную активность жидких сред, газов и аэрозолей.

СНИИП занимается разработкой и производством различных видов измерительных каналов: устройств детектирования (в том числе определяет всю схемотехнику, электронику, детекторную часть), обработки и передачи данных, блоков сигнализации и управления исполнительными механизмами. Отдельные компоненты АСРК, например расходомеры или оборудование для отбора проб, закупают у сторонних организаций.