Невидимый контроль

В лаборатории неразрушающего контроля ВНИИНМ к ядерным материалам относятся бережно — ​испытывают, не ломая, не разрезая и не повреждая. Цель ко всему прочему гуманная — ​избавить людей от отбора проб радиоактивных веществ. Мы отправились в лабораторию, чтобы узнать, как все это происходит.

«Мы разрабатываем методы контроля изотопного состава и массы плутония и урана в любых материалах, способы измерения активности, — ​рассказывает начальник лаборатории Владимир Рогожкин. — ​Они применяются при изготовлении и переработке ядерного топлива и конструкционных материалов».

С материалами при неразрушающем контроле ровным счетом ничего не происходит: их просто помещают в измерительную установку, нажимают на кнопку и через несколько минут получают полную информацию. В арсенале ученых три метода: нейтронные, калориметрические и гамма-спектрометрические измерения. Чаще всего они применяются в комплексе.

Одна из важнейших задач — ​разработка методов неразрушающего контроля для производства инновационного нитридного топлива перспективных быстрых реакторов. «Будет использоваться плутоний, выделяемый из ОЯТ. Такого плутония на «Маяке» накоплено несколько десятков тонн. Он хранится в контейнерах по 3 кг, — ​объясняет Владимир Рогожкин. — ​Содержимое упаковок различается по изотопному составу, а от состава зависят реакторные свойства плутония. Чтобы вовлечь его в производство, нужен материал одинакового состава. Отбирать пробы трудоемко и опасно. Мы разрабатываем неразрушающие методы, которые позволят определить изотопный состав и массу накопленного плутония, не извлекая его из упаковок».

Иногда сотрудники лаборатории помогают криминалистам: во ВНИИНМ, например, привозят фонящие посылки, задержанные на таможне. «Вскрывать их опасно — ​мало ли что там. Наша задача — ​определить, какие в посылке материалы, количество и активность», — ​говорит Владимир Рогожкин. После неразрушающего контроля становится ясно, можно ли без риска открывать посылку. В случае необходимости ее отдают на разрушающий контроль, чтобы выяснить, что же именно там фонит.

ГАММА-СПЕКТРОМЕТР позволяет определить не только изотопный состав, но и массу урана и плутония в образцах

ПЛУТОНИЙ ИСПУСКАЕТ множество нейтронов в результате спонтанного деления. Нейтронный счетчик регистрирует нейтронные совпадения. На основании этих данных, зная изотопный состав образца, рассчитывают массу плутония в нем

У КАЛОРИМЕТРА две камеры: эталонная и измерительная. Обе помещены в ванну с водой, нагретой до 25 °C. В измерительную камеру ставят стакан с плутониевым образцом и на основании разницы теплосопротивления в камерах измеряют тепловой поток от образца. При известном изотопном составе определяется масса плутония

ИЗМЕРЕНИЯ НА КАЛОРИМЕТРЕ занимают несколько часов. Обслуживать его не просто: надо поддерживать постоянный уровень воды и температуры, калориметр нельзя выключать даже на минуту, требуется стабильный источник тока. Зато этот анализ — ​самый точный. Хомяк на калориметре — талисман лаборатории

РАЗНЫЕ ИЗОТОПЫ урана и плутония испускают гамма-излучение с разной энергией. По этим значениям идентифицируют изотопный состав материалов. Одновременно отслеживается интенсивность излучения — ​так ученые получают информацию о количестве ядерных материалов