Дешифровка понятий: перспективы ядерного приборостроения

АСКРО, СКУД, АСИДК — выглядит как шпионская шифровка. Хотите разобраться, что это такое и с чем их едят? Читайте наш материал с конференции «Ядерное приборостроение: история, современность, перспективы».

Конференция проходила 25–27 октября в СНИИП — одном из главных центров отечественного ядерного приборостроения. Институту исполнилось 70 лет, все эти годы здесь создают устройства, которые обеспечивают ядерную и радиационную безопасность на атомных объектах и вокруг них.

«В конце 1990‑х годов приборостроение в нашей стране столкнулось с серьезным кризисом, это коснулось и ядерного приборостроения, — отметил Александр Карцев, генеральный директор СНИИП. — Кризис был обусловлен отсутствием массовой потребности в нашей продукции: станции не строились, не было заказов. В начале 2010‑х случился атомный ренессанс в России и за рубежом, и сегодня мы снова востребованы».

От детектора до системы

Ликбез по ядерному приборостроению на конференции — доклад Сергея Чебышова, первого заместителя гендиректора по научной работе, главного конструктора СНИИП.

Что разрабатывают приборостроители для атомной отрасли? База любого устройства — детекторы ионизирующего излучения. «Они группируются в четыре крупных класса: газоразрядные детекторы и ионизационные камеры, сцинтилляционные детекторы, детекторы для индивидуальной дозиметрии и полупроводниковые детекторы, — рассказал Сергей Чебышов. — На основе детекторов создаются приборы: радиометры, дозиметры, спектрометры. А из приборов собирают системы — контроля и управления реакторными установками, технологического контроля и радиационного контроля».

Что измеряют и анализируют эти системы? Фотонное и нейтронное излучение, загрязнение поверхностей, объемную активность аэрозолей, йода‑131, инертных радиоактивных газов, трития, радиоактивных жидкостей, радона. Зачем все это измерять? Чтобы контролировать состояние защитных барьеров и идентифицировать радионуклиды. А если какие-то показатели не вписываются в норму — оперативно реагировать. Так и обеспечивается безопасность на атомных электростанциях и других отраслевых производствах. «Наиболее прибороемкие объекты — радиохимические производства, — пояснил Сергей Чебышов. — Там необходимо измерять множество параметров, постоянно появляются новые задачи. С атомными станциями чуть попроще: объем контроля стационарный, хорошо изученный».

Диагностика в реакторе

Приборостроители поставляют на атомные объекты системы контроля, управления и диагностики (СКУД), системы группового и индивидуального управления реакторной установкой (СГИУ, часть системы управления и защиты реактора — СУЗ).

Сергей Чебышов рассказал, что специалисты СНИИП, центра диагностики «Диапром» и Курчатовского института в тесном контакте работают над СКУД, играющей существенную роль в обеспечении безопасной эксплуатации реакторной установки. «Сейчас в работе СКУД для строящихся блоков АЭС «Руппур», до конца года мы должны отгрузить оборудование, — сообщил Сергей Чебышов. — Также для АЭС «Руппур» в этом году мы поставляем СГИУ, это весьма ответственная система, без которой работа ядерного реактора немыслима».

АЭС под контролем

Большой объем работ СНИИП выполняет по направлению радиационного контроля. Среди изделий этого направления автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК), выполняющие контрольно-измерительные функции непосредственно на объекте (например, энергоблоке). «За последние годы мы существенно обновили парк приборов АСРК», — подчеркнул Сергей Чебышов.

Также в эту группу входят автоматизированные системы контроля радиационной обстановки (АСКРО). Концепция построения этих систем сейчас трансформируется, в частности было принято решение, что все оборудование АСКРО должно соответствовать не четвертому, как раньше, а третьему (с более жесткими требованиями) классу безопасности.

Третий тип оборудования этой группы — автоматизированная система индивидуального дозиметрического контроля (АСИДК). Действующие АСИДК требуют глубокой модернизации: значительная часть аппаратуры и приборов была поставлена примерно 20 лет назад из Европы. «Мы активно работаем над новой АСИДК, соответствующей современным требованиям по оборудованию и программному обеспечению. В основе разработки лежит опыт эксплуатации нынешних АСИДК, а также импортозамещение», — отметил Сергей Чебышов.

Новые направления

Об интересной работе по модернизации быстрых физических стендов в ФЭИ рассказал главный конструктор аппаратуры нейтронно-физических измерений, начальник лаборатории СНИИП Анатолий Захаров. БФС‑1 и БФС‑2 — уникальная экспериментальная база для исследования физики быстрых реакторов, которой пользуется весь мир. В 2012 году, когда приняли решение о модернизации, оборудование системы управления и защиты стендов проработало уже более 50 лет.

Технические средства СУЗ были распределены по нескольким помещениям, что затрудняло диагностику неисправностей. После модернизации все оборудование компактно расположили в одном помещении.

Рабочие параметры регистрировали самописцы с бумажными барабанами. Срабатывание аварийных и предупредительных систем было реализовано через встроенные в самописцы переключатели, значения срабатывания устанавливались вручную. От СНИИП требовалось обеспечить «бесшовную» модернизацию. Поэтому в системе сохранили бумажные самописцы, но сделали их компактными. Параллельно регистрация ведется на электронные носители. Систему оснастили логическим контроллером для управления всеми процессами и выдачи предупредительных сигналов.

Новый пульт управления сделали максимально похожим на прежний, только шкальные приборы заменили ЖК-мониторами. Также при модернизации увеличили чувствительность каналов СУЗ. Обновленная система работает больше трех лет, критических замечаний нет. Эксперименты на стендах ведут в две-три смены.

Пора развиваться

Зарубежные санкции — серьезный вызов для ядерного приборостроения. «Есть проблемы с материалами для детекторов: перед отечественной промышленностью стоит задача нарастить выпуск кремния и германия нужного качества. В частности, в этом направлении активно работают коллеги из Института физико-технических проблем. Надеемся, что в ближайшее время появятся российские аналоги, — сказал Александр Карцев. — Также есть проблемы с электронной компонентной базой. Мы заблаговременно готовились к трудностям, насколько возможно, применяем отечественные электронные компоненты. Сейчас российская электронная промышленность не все нам готова поставлять, с современными высокопроизводительными микропроцессорами особенно много проблем. Но мы уверены, что они будут решены».

«В СНИИП большая программа НИОКР: порядка 10 проектов по всем актуальным направлениям, — сообщил Сергей Чебышов. — Ключевой проект — «Кайман»: мы создали 12 принципиально новых типов приборов, которые стали основой современных АСРК для АЭС, строящихся в том числе за рубежом: в Бангладеш, Турции, Египте. В рамках проекта «Нарвал» мы разрабатываем оборудование для плавучих энергоблоков, надеемся, что оно будет востребовано и для атомных

ОСНОВНЫЕ ПРОДУКТЫ ЯДЕРНОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

АСРК
Автоматизированная система радиационного контроля устанавливается на энергоблоках и общестанционных зданиях АЭС. Задача АСРК — следить за тем, чтобы не было превышения проектных уровней радиационных факторов в помещениях с технологическим оборудованием, а также в местах работы персонала АЭС.

АСКРО
Автоматизированная система контроля радиационной обстановки предназначена для непрерывного контроля радиационного фона окружающей среды в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения на АЭС и других объектах использования атомной энергии. Системообразующее оборудование АСКРО — посты контроля, которые фиксируют радиационный фон и передают по радиоканалу информацию в станционный пульт верхнего уровня АСКРО, а также в «Росэнергоатом».

АСИДК
Автоматизированная система индивидуального дозиметрического контроля предназначена для измерения и контроля доз облучения персонала АЭС и других объектов использования атомной энергии. Дозиметры, основная приборная база АСИДК, обеспечивают измерение и сравнение значений с контрольными уровнями. В АСИДК входят электронные прямопоказывающие дозиметры, считыватели личных электронных пропусков, индивидуальные термолюминесцентные дозиметры, турникеты с ПО, а также автоматизированные рабочие места дозиметристов.

СКУД
Система контроля, управления и диагностики отслеживает параметры работы реакторной установки: нейтронный поток, температуру теплоносителя первого контура, вибрации и акустические шумы оборудования и др.

СГИУ
Часть системы управления и защиты (СУЗ), предназначенной для управления реактором при его пуске, работе на мощности, плановой или аварийной остановке путем изменения положения твердых поглотителей в активной зоне. СГИУ обеспечивает управление приводами поглощающих стержней в аварийных режимах, требующих снижения мощности реактора, а также в режиме нормальной эксплуатации.

КЛЮЧЕВЫЕ УЧАСТНИКИ РОССИЙСКОГО РЫНКА ЯДЕРНОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

Отраслевые: СНИИП, ПСЗ, ВНИИА, НИКИЭТ
Внеотраслевые: «Диапром», «Экосфера», «Амплитуда»