Копия точной копии: цифровые двойники из конструктора Lego

Воспитанники детского клуба инженерного творчества (КИТ) «Кубики» в Каменске-Уральском собрали из лего копию полномасштабного тренажера реактора БН‑800. Она стала витриной для презентации моделей систем перегрузки ядерного топлива четвертого энергоблока Белоярской АЭС, которые ребята представили в финале ХI Всероссийского конкурса «Инженерные кадры России».

Финал конкурса прошел в конце апреля в Челябинске. Одна из особенностей этого соревнования в том, что дети готовят проекты при поддержке наставников с промышленных и энергетических предприятий. Белоярскую АЭС в качестве наставника выбрали сразу три команды из клуба «Кубики».

Клуб работает в Каменске­-Уральском четвертый год. Школьники строят и программируют роботов из лего, пишут программные коды для микроконтроллеров на языке Arduino, разрабатывают 3D-модели, печатают детали на фотополимерном принтере. Все эти навыки они используют при создании проектов, повышающих автоматизацию производства. Руководитель проекта — Анна Селиванова, в клубе занимаются и двое ее детей — Лев и Агата.

Для конкурса самые младшие участники клуба (7–10 лет) изготовили модель установки по переработке отработавшего ядерного топлива на четвертом энергоблоке Белоярской АЭС.

Средняя по возрасту команда (10–13 лет) автоматизировала процесс перегрузки отработавших сборок из бассейна выдержки до транспортно-­упаковочного контейнера для перевозки по железной дороге.

Подростковая команда (14–17 лет) построила модель установки по перегрузке ядерного топлива, которая включает барабан свежих сборок, загрузочный механизм, элеватор, поворотные пробки, перегрузочный механизм, отмывочный бокс и активную зону реактора.

Разобраться в тонкостях работы перегрузочных систем и особенностях отработавшего топлива юным инженерам помогли инструкторы учебно­-тренировочного подразделения Белоярской АЭС.

«Перед поездкой на атомную станцию мы почти месяц изучали тему, и уже даже самые младшие наши ребята, первоклашки, знали, что такое ТУК (транспортно-­упаковочный комплект), твэл (тепловыделяющий элемент) и ТВС (тепловыделяющая сборка), — рассказывает четвероклассница Агата Селиванова. — На экскурсии в учебно-тренировочном центре АЭС мы на большом интерактивном экране рассмотрели в разрезе, как подетально устроены реактор и система перегрузки топлива. Нам даже разрешили потрогать имитатор тепловыделяющего элемента, который побывал в реакторе БН‑800. Мы ведь моделируем, и это нам очень помогло. Когда вернулись домой, обсудили с командой, что и как собирать».

Самым интересным процессом им показалась перегрузка ядерного топлива в реакторе. Школьники нашли несколько научных публикаций и разобрались, как работают поворотные пробки, как устроен элеватор, но у них оставались вопросы. И тогда Анна Селиванова при поддержке сотрудников Белоярской АЭС организовала семинар на атомной станции. Дети выступили в учебно­-тренировочном подразделении с докладами и расспросили специалистов атомной станции обо всем, что не поняли.

«Атомная станция привлекает большой скрытой энергией, которой можно управлять, — говорит десятиклассник Лев Селиванов. — Это супергеройская тема. Магия, которая скрыта в ядерном распаде и цепной реакции, невероятна. До этого я и не представлял, что есть такая уникальная АЭС, которая может использовать отработавшее ядерное топливо и нарабатывать новое».

«Мы широко изучили тему, уделяя внимание в том числе прошлому атомной энергетики, а сейчас четко видим перспективы ее будущего, — добавляет Анна Селиванова. — Это вдохновляет, нам хочется быть частью этого. Всесторонняя поддержка и подробные консультации сотрудников учебно-­тренировочного центра и пресс-­службы атомной станции дали отличный результат. Мы как будто стали частью большой семьи. Ребята получили эмоциональный опыт и начали ассоциировать себя с Белоярской АЭС, представлять себя на рабочих местах. Открытий было много, и главное — дети поняли, что для работы на атомной станции нужно хорошее образование с глубоким пониманием физики. Не удивлюсь, если они вернутся на Белоярскую АЭС после университета».

Что касается копии полномасштабного тренажера реактора БН‑800 из лего, то она послужила отличной визитной карточкой Белоярской АЭС при представлении разработанных ребятами моделей систем перегрузки ядерного топлива.

«Конкурсная площадка была похожа на павильоны ВДНХ в миниатюре, то есть надо было представить не только инженерные проекты, но и само предприятие, — поясняет Анна Селиванова. — Проекты мы подготовили за несколько месяцев до финала, а вот объединяющего модуля Белоярской АЭС у нас не было. Идея возникла буквально за 10 дней до финала: мы решили сделать модель полномасштабного тренажера реактора БН‑800. Его наши дети изучили во время экскурсии на атомную станцию. Автоматизированные рабочие места, с которых операторы управляют энергоблоком, собрали из лего всего за два часа. Потом распечатали фрагменты панелей управления АЭС на бумаге и наклеили на фанеру. Получилось очень похоже».

Все три проекта участников клуба «Кубики» стали лауреатами конкурса, а проект старшей группы получил две специальные награды: первое место за сложность механизмов и второе — за работу механизмов. В общем зачете у юных инженеров из Каменска-­Уральского четвертое место.

Справка

С 2019 года технологический конкурс «Инженерные кадры России», ориентированный на раннюю профориентацию детей, входит в федеральный рекомендательный перечень олимпиад и конкурсов Минпросвещения России. Благодаря этому призовое место в финале приносит участникам дополнительные баллы к ЕГЭ в ряде вузов России. В этом году финал конкурса объединил более 650 ребят в составе 181 команды из 47 регионов России, а также Казахстана, Кыргызстана и Таджикистана.