Росатом изучит возможность просвечивать реакторы АЭС с помощью космических лучей

28 августа 2018
Здание ВНИИАЭС

Предприятие госкорпорации "Росатом" "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ВНИИАЭС) вместе с Национальным исследовательским ядерным университетом МИФИ (Москва) должны выполнить исследования для обоснования создания технологии так называемой мюонной томографии ядерных реакторов – метода непрерывной дистанционной диагностики, который в свое время был применен для "просвечивания" египетских пирамид, а в атомной области — для изучения "внутренностей" аварийных энергоблоков на японской АЭС "Фукусима-1".

Как следует из материалов на сайте закупок Росатома, по заказу концерна "Росэнергоатом" (оператор всех российских АЭС, входит в электроэнергетический дивизион Росатома) в рамках аванпроекта (научно-исследовательской работы, направленной на обоснование качественно новой разработки) должны быть подготовлены техническое задание на проект "Мюонная томография ядерных реакторов", календарный план проекта, определены расходы на проект, а также подготовлена его презентация.

Каждую секунду в верхних слоях атмосферы образуются миллионы мюонов — заряженных частиц, возникающих в результате столкновения космических лучей с ядрами атомов. Ежеминутно квадратную площадку со стороной в один сантиметр, лежащую на поверхности Земли, пересекает один мюон космического происхождения. Мюоны попадают на Землю с разных сторон, под разными углами и с разными энергиями. Это делает их бесплатным природным инструментом для томографии — метода, позволяющего реконструировать послойную структуру того или иного объекта посредством его многократного просвечивания в пересекающихся направлениях.

Поток мюонов при прохождении через слои вещества разной плотности будет изменяться и благодаря этому давать пространственную картину изучаемого объекта. Поэтому метод мюонной томографии схож с рентгеновской диагностикой.

Наиболее известным приложением метода мюонной томографии стало изучение внутренних полостей египетских пирамид. Так, в конце 2017 года сообщалось, что благодаря этому способу физики нашли в крупнейшей из них пирамиде Хеопса ранее неизвестную область пустоты, которая может быть тайной гробницей или проходом в нее.

В целом за прошедшие десятилетия накоплен богатый опыт применения космических мюонов для изучения археологических и геологических объектов (в частности, извержения вулкана), отмечены перспективы контроля строительных сооружений.

Росатом создал "вечный" ядерный реактор для новых атомных подводных лодок

В атомной сфере в начале 2000-х годов было предложено использовать мюонную томографию для контроля за несанкционированным перемещением ядерных материалов. Важное практическое применение в атомной энергетике мюонная томография нашла при изучении состояния аварийных энергоблоков японской АЭС "Фукусима-1", где удалось определить положение расплавленного ядерного топлива, что важно с точки зрения проведения работ по ликвидации последствий аварии 2011 года.

В российском проекте "Мюонная томография ядерных реакторов" предлагается использовать разработанный в МИФИ метод мюонной диагностики различных объектов с помощью мобильных, не имеющих аналогов так называемых широкоапертурных многослойных прецизионных мюонных годоскопов – приборов, позволяющих в режиме реального времени получать общую картину распределения вещества в изучаемом объекте и динамику его возможного изменения, что особенно важно в случае аварий на ядерных реакторах.

Предполагается разработка и создание опытного образца такого годоскопа, а также автоматизированного комплекса обработки информации, и их экспериментальная отработка в реальных условиях действующей АЭС.