В новом измерении: «Росатом» открыл кластер ядерного приборостроения
На площадке Специализированного научно-исследовательского института приборостроения (СНИИП) запустили производство детекторов ионизирующего излучения для средств радиационного контроля нового поколения.
Кластер — лабораторно-производственная часть проекта повышения технологического суверенитета «Радий», реализуемого «Росатомом» при поддержке Фонда развития промышленности. За три года в производственном корпусе СНИИПа создан суперсовременный комплекс. Проектная мощность открывшегося 10 сентября предприятия — порядка 1,5 тыс. детекторов и 10 тыс. унифицированных электронных узлов в год. Это полностью закроет отраслевые потребности и удовлетворит спрос в сопредельных областях — например, в медицине, научных исследованиях. Вся продукция изготавливается на основе отечественных схемотехнических и технологических решений.
На линии полимерных сцинтилляторов (приборов в составе радиометрических комплексов для контроля активности сред) мастер загружает гранулы полистирола в пресс-форму. При температуре 320 °C под усилием пресса 15 т в течение нескольких часов в установке получится заготовка. «Технология изготовления разработана нами и запатентована», — подчеркивает заместитель гендиректора, главный конструктор СНИИПа Андрей Гордеев.
На соседнем участке при 1,2 тыс. °C обжигают сырье для «светящихся таблеток» — термолюминесцентных детекторов, которые определяют накопленную индивидуальную эквивалентную дозу. «Таблетки» помещают в напечатанный здесь же на 3D-принтере корпус. Полученную за смену сотрудником атомного предприятия, учреждения ядерной медицины или рентген-кабинета дозу детектор определит за несколько секунд в другом устройстве — считывателе. Изготовитель гарантирует заявленную точность дозиметра минимум при 500 рабочих циклах.
Экспозиционная и поглощенная дозы рассчитываются на основе сигналов фотоэлектронного умножителя. Чтобы запереть в приборе фотоны видимого спектра, нужна идеально гладкая рабочая поверхность. На участке шлифовки вышли на размер неоднородностей, не превышающий 0,1 мкм. Влияет на работу детектора и качество нанесения покрытий двух разновидностей: защитных (предотвращающих сорбцию радиоактивных веществ в рабочем объеме) и функциональных (светоотражающих, дополнительно препятствующих выходу световых импульсов за пределы прибора). По словам Андрея Гордеева, в устройствах, которые делают в новом кластере, светосбор достигает 99,5 %.
Под микроскопом контактные площадки детектора приваривают ультразвуком к печатной плате. После контроля сварных швов изделие тестируют при помощи фотоспектрометрической установки собственной разработки.
Первые серии устройств уже отправили на строящиеся блоки Курской АЭС-2, на АЭС «Аккую» в Турции и «Руппур» в Бангладеш.
Поскольку кластер — структура научно-технологическая, здесь ведут и перспективные исследования. Так, в кооперации с производственным объединением «Старт» в Заречном Пензенской области собираются перейти от традиционного поверхностного монтажа на печатной плате к гибридно-пленочным микроузлам. Если раньше на нескольких квадратных миллиметрах располагалась только рабочая матрица для детектора, теперь помещается все устройство вместе с корпусом. По сравнению с прежними решениями оно устойчивее к электромагнитным, термо- и механическим воздействиям. Кроме того, чем меньше масса и габариты, тем скромнее аппетиты изделия в электропитании, что особенно важно для носимых устройств.
Еще одно перспективное исследовательское направление — получение полимерных сцинтилляционных детекторов для регистрации ионизирующего излучения в смешанных полях, например в сочетанных гамма- и нейтронных потоках. Это задача нестандартная, для ее решения необходима объемная многоступенчатая полимеризация с введением в раствор специальных примесей в высокой концентрации. Уже получены образцы детекторов, которые по качеству разделения сигналов от нейтронов и гамма-квантов не уступают зарубежным аналогам.
В кластере создано несколько десятков высокотехнологичных рабочих мест. По словам гендиректора компании «Росатом Автоматизированные системы управления» (РАСУ) Андрея Бутко, в кластере трудоемкость изготовления серийных детекторов снижена на 20 %. Надеются в РАСУ и на сокращение себестоимости и сроков разработки, внедрения и изготовления детекторов благодаря сосредоточению технологических процессов на одной площадке.
Инвестиции в проект понадобились значительные. Льготный заем по программе «Комплектующие изделия» предоставил Фонд развития промышленности, там считают это направление перспективным. Как сообщил директор фонда Роман Петруца, с «Росатомом» уже заключено соглашение об инвестициях для следующего этапа проекта, направленного на модернизацию продукции для других отраслей. В его рамках на площадке СНИИПа планируется создать линейку оборудования для контроля радиоактивности жидких сред, газов, аэрозолей, йода-131, технологической спектрометрии и измерения мощности дозы гамма-излучения для широкого применения.
Дмитрий Байдаров
Директор департамента поддержки новых бизнесов «Росатома»
— Кластер — мощный стратегический задел для технологического обеспечения безопасной работы предприятий и сотрудников отрасли. До 2042 года атомной отрасли предстоит реализовать масштабную программу сооружения объектов атомной генерации. Каждый необходимо оснащать современными системами радиационного контроля. Также необходимо совершенствовать оборудование действующих предприятий. Это и АЭС, и объекты ядерного топливного цикла, и научные лаборатории. Само развитие атомной энергетики требует внимания не только к крупным системам, но и к каждому их элементу. С точного детектора начинается достоверная информация о радиационной обстановке.
Есть интересная история?
Напишите нам
