Игорь Третьяков: «Исследовательские реакторы определяют технологический уровень отрасли»

В мае отдел исследовательских и изотопных реакторов НИКИЭТ отметил 65-летие. В каких странах работают установки, спроектированные в институте? Почему реактор ПИК стал научным долгостроем? Какие задачи надо решить ученым для создания жидкосолевого реактора? Отвечает главный конструктор исследовательских и изотопных реакторов Игорь Третьяков.

— Какова роль исследовательских реакторов (ИР) в развитии ядерной энергетики?

— Она огромна, поскольку именно исследовательские реакторы позволили получить опыт и знания, обеспечившие бурный рост атомной энергетики в 1950–1970-х годах. Первые ядерные реакторы, как в США (1942), так и в нашей стране (1946) были исследовательскими: они подтвердили саму возможность управлять цепной реакцией деления в реальных технических устройствах.

Опыт успешной работы ИР и результаты проведенных на них экспериментов позволили довольно быстро создать и ввести в эксплуатацию установки с ядерными реакторами различного назначения: промышленными, энергетическими, транспортными, космическими.

Сегодня результаты экспериментов на ИР остаются источниками представительных и достоверных данных по определяющим работоспособность и безопасность характеристикам топливных, конструкционных, защитных, поглощающих материалов.

Парк исследовательских ядерных установок в нашей стране включает кроме ИР еще и установки с критическими и подкритическими стендами. Особо надо отметить, что у нас больше всех в мире высокопоточных ИР — с потоком нейтронов в активной зоне более 10¹⁴ нейтр/(см²·с). Именно высокопоточные реакторы дают возможность выполнять экспериментальные работы в развитие и обоснование тех или иных решений по всему спектру проектов инновационных ядерных установок различного назначения.

— Строительство каких ИР сегодня особенно актуально для развития атомной отрасли?

— Для атомной энергетики это реакторы на быстрых нейтронах — например, сооружаемый в Димитровграде реактор МБИР — с обширными экспериментальными возможностями, которые позволят обосновать новую технологическую платформу отрасли. Для атомной науки — это так называемые пучковые реакторы, например, выполняющий сегодня этапы энергетического пуска реактор ПИК в Гатчине, с возможностью размещения большого количества измерительных научных станций и аппаратуры.

— Расскажите об истории отдела исследовательских и изотопных реакторов НИКИЭТ. Для чего он создавался и как изменились задачи со временем?

— Отдел был создан по приказу директора НИКИЭТ Николая Доллежаля в 1957 году. Он тогда насчитывал всего 16 сотрудников во главе с 29-летним Юрием Булкиным. Но благодаря их творческой дерзости, стремлению решать сложнейшие конструкторские задачи, не имеющие аналогов и прототипов, отдел и институт в целом быстро заслужили авторитет в атомной отрасли. 1950–1970-е годы — золотой век исследовательских реакторов, когда их количество росло по экспоненте. Фактически все отечественные высокопоточные ИР, за исключением БОР-60, созданы по проектам НИКИЭТ: СМ-3, МИР.М1, ИВВ-2М, ИБР-2М, ПИК, ныне сооружаемый МБИР. Именно эти реакторы определяют технологический уровень отрасли, обеспечивают лидирующие позиции страны в атомной технике. Много ИР было разработано и сооружено в советский период для союзных республик: Латвии, Белоруссии, Грузии. И за рубежом работали ИР разработки НИКИЭТ: в Корее, Ираке, Вьетнаме, Ливии, Венгрии, Польше.

Задачи отдела расширялись и углублялись в соответствии с жизненным циклом исследовательских установок: от разработки проектов, сопровождения изготовления оборудования, его монтажа и пусконаладки, последующих пусковых мероприятий до сопровождения безопасной эксплуатации реакторов и даже их вывода из эксплуатации.

Сегодня отдел выполняет работы по всему спектру этих задач. Но, конечно, приоритетными являются инновационные установки, такие как реакторы МБИР, ПИК, исследовательский жидкосолевой реактор.

— На какой стадии находятся работы по мегасайенс-проектам ПИК и МБИР, разработанных НИКИЭТ?

— На реакторе ПИК идет освоение мощности, или, иными словами, энергетический пуск. Совсем недавно успешно завершен его этап на мощности до 10 МВт. Напомню, что проектная тепловая мощность реактора ПИК — 100 МВт. Освоение мощности идет не быстро, но тому есть объективные причины. Сооружение реактора началось в 1976 году, и это определило его судьбу: проект последовательно прошел через все критически острые события конца XX века. На нем сказались последствия решений после аварии на Чернобыльской АЭС, распада СССР, экономического кризиса и связанных с ними организационных перестроек. С включением Петербургского института ядерной физики, где размещен реактор ПИК, в контур управления НИЦ «Курчатовский институт» в 2010 году произошли существенные положительные сдвиги, и сегодня прогнозируется выход на проектный уровень мощности в 2024-м.

Реактор МБИР находится на этапе сооружения и изготовления оборудования. Строительство идет быстро. Активизированы и работы по оборудованию. Совсем недавно на площадку был доставлен корпус реактора. Уже смонтирована тепловая защита. По планам корпус реактора должен занять проектное положение в октябре этого года. Завершение сооружения прогнозируется на конец 2026-го.

Оба реактора являются лидерами по потребительским характеристикам, имеют проектные ресурсные показатели в 50 лет. Со вводом в эксплуатацию этих установок Россия будет надежно обеспечена экспериментальной реакторной базой для развития и сопровождения эксплуатации инновационных проектов энергетического и иных назначений.

— Расскажите о проекте исследовательского жидкосолевого реактора (ИЖСР), разрабатываемом в НИКИЭТ?

— Первая и основная особенность установки — отсутствие топливных элементов в привычном смысле этого слова. Делящиеся материалы растворены в несущей солевой композиции, которая циркулирует в первом контуре. По большому счету, первый контур этого реактора является аналогом твэла. Вообще этот проект — большой вызов для разработчиков: нужно разработать и ввести в действие и требования нормативной базы по безопасности, и обоснование барьеров безопасности, и обоснование применимости конструкционных материалов, а также решить вопросы надежного управления реактором, проблемы диагностики и обслуживания реакторного оборудования и проч.

Мы еще в начале пути, но перечисленные проблемы видим и мероприятия по их разрешению предусматриваем в программе НИОКР по обоснованию конструктивных решений, причем не только ИЖСР, но и модуля переработки отработавшего на нем топлива.

— Какие перспективные проекты вам хотелось бы реализовать в будущем?

— Обсуждается проект реактора «Нептун», который должен после 2035 года прийти на смену реактору ИБР-2 в Дубне. Необходимо заменить на современные реакторы ИВВ-2М в Заречном и ВВР-ц в Обнинске. Создать современную исследовательскую реакторную установку для зарубежных заказчиков. Чтобы реализовать эти проекты, недостаточно человеческой жизни — ни по продолжительности, ни по объему решаемых задач. Поэтому основной заботой отдела мне видится поддержание высокой работоспособности и квалификации сотрудников отдела, их развитие и творческий рост. Именно это в течение 65 лет являлось залогом успехов и достижений отдела. Надеюсь, так будет и впредь.