Россия является мировым лидером по количеству действующих исследовательских ядерных установок (22% от общемирового), в том числе – исследовательских реакторов (29 действуют, 2 временно остановлены, 2 находятся в стадии сооружения). Всего же в период развития атомной науки и техники в мире было построено более 600 ИЯУ различных типов и мощности. Большинство ИР, включая установки с рекордными пользовательскими параметрами, как в России, так и за рубежом, было создано по проектам и с участием НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля. О современном состоянии ИР, задачах по оптимизации их эксплуатации, о перспективных проектах и планах по возврату на мировой рынок рассказал в интервью Nuclear.Ru директор-главный конструктор АО «НИКИЭТ» Юрий ДРАГУНОВ.
- По проектам или с участием НИКИЭТ создано 27 исследовательских реакторов в России и за рубежом. Какие именно?
Ю. Драгунов: Их действительно много, они разные, а некоторые из них – уникальные. Прежде всего, это все высокопоточные ИР мощностью 100 МВт и более в России. Таких реакторов не так уж много. Это штучная продукция, поэтому их можно и перечислить. Это действующие реакторы СМ-2 (а после модернизации в 1994 году – СМ-3) и МИР-М1 в НИИАР – оба мощностью 100 МВт; сооружаемый реактор ПИК в Петербургском институте ядерной физики мощностью 100 МВт; и создаваемый в рамках ФЦП «Ядерные энерготехнологии нового поколения» реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем МБИР мощностью 150 МВт с широкими экспериментальными возможностями.
Затем следует вспомнить реактор в бывшем филиале НИКИЭТ, а ныне АО «Институт реакторных материалов (ИРМ, г. Заречный) – ИВВ-2М мощностью 15 МВт, очень удачный и эффективно работающий реактор. Особо полезно выделить импульсный или пульсирующий реактор ИБР-2 в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна) средней тепловой мощностью 2 МВт, а пиковой импульсной мощностью 1500 МВт. Затем целая серия реакторов бассейнового типа ИРТ. Они строились и в Советском Союзе и в зарубежных странах. В России сейчас действуют реакторы ИРТ-2500 (в МИФИ) и ИРТ-Т (в Томске). Такие реакторы работали также в Белоруссии, Латвии, Грузии, Болгарии.
Низкомощные (мощностью всего лишь 50 кВт) бассейновые реакторы типа ИР-50 есть в нашем институте и в Санкт-Петербурге, в ЦНИИ им. А.Н. Крылова (там реактор называется У-3). По проектам или с участием НИКИЭТ сооружены, а многие работают до сих пор, реакторы в Казахстане (два реактора), Узбекистане, Вьетнаме, Чехии, Венгрии, Польше, Ливии, Ираке, Корее. Возможно, я что-нибудь и забыл упомянуть и даже наверняка не упомянул, поскольку не говорил о критических и подкритических стендах, а они по терминологии МАГАТЭ тоже относятся к реакторам низкой или нулевой мощности.
- Какая работа ведется институтом по действующим ИР?
Ю. Драгунов: Самая разнообразная. Во-первых, реакторы модернизируются, и это требует от разработчика новых проектных решений и обоснований. Самый свежий пример – модернизация реактора ИБР-2 в Дубне. Совместно с коллегами из ОИЯИ в течение десяти лет был выполнен весь комплекс работ: от концепции, программы модернизации, до обновления основного реакторного оборудования (включая активную зону, корпус, комплект отражателей и др.). Большая часть не только конструкторских работ, но и изготовление наиболее сложных и ответственных единиц оборудования (корпус реактора, модуляторы реактивности и др.) было выполнено в НИКИЭТ. Никто больше не брался, только наш институт смог изготовить. Два года назад была завершена полная реконструкция этого реактора. Ученые, а в Дубне все-таки международный центр, очень ждали, когда реактор заработает, потому что на него рассчитана очень большая программа.
Другой распространенный вид работ – это работы по авторскому сопровождению эксплуатации ИР. Конечно, их мы ведем с теми эксплуатирующими организациями, которые финансово и организационно поддерживают эту работу. К сожалению, к таковым относятся далеко не все эксплуатирующие организации. Правда, некоторые из них очень быстро меняют свою точку зрения, если на реакторе случаются какие-либо нештатные ситуации. Например, ИРМ в Заречном до 2007 года не поддерживал авторское сопровождение ИВВ-2М. Напомню, это высокопоточный реактор бассейнового типа мощностью 15 МВт. Но случилось три подряд неприятности с разгерметизацией, и тут же отношения и авторский надзор были восстановлены. Сейчас эта работа ведется на постоянной и взаимовыгодной основе: специалисты НИКИЭТ ведут постоянные расчетные оценки состояния активной зоны реактора в различных ее компоновках.
- Исследовательские реакторы переводятся на использование НОУ для укрепления режима нераспространения. Не снижаются ли при этом характеристики и возможности установок, и не теряется ли часть экспериментальной базы?
Ю. Драгунов: Во-первых, это процесс не быстрый и не на всех реакторах сегодня этим занимаются. И для каждого реактора своя ситуация. Например, в России разработана сборка с НОУ-топливом, которая применена на реакторе ВВР-К в Казахстане по программе конверсии RERTR. Мы участвовали в этой работе. Казахстанские коллеги очень трепетно отнеслись к своему реактору и предложили американским коллегам, которые и финансируют работы по конверсии, заменить не только само топливо, но и отражатель. В результате потоки нейтронов не только не упали, но даже несколько возросли. Так что, характеристики не снижаются. Когда осуществляется перевод на НОУ-топливо, идет перестройка всей зоны, и разработчик реактора находит решения для того, чтобы не снизить характеристики.
В России тоже есть программа перевода ИР на НОУ-топливо. В ней заложены работы по расчетному обоснованию перевода некоторых, причем весьма небольшого количества, российских ИР на НОУ-топливо. Насколько мне известно, пока что реально выполнен перевод на НОУ-топливо реактора очень небольшой мощности (20 кВт) АРГУС в НИЦ «Курчатовский институт». Думаю, что в случае возникновения потребности в новом исследовательском реакторе в России надо сразу рассматривать использование НОУ-топлива. В отношении действующих ИР – каждый надо рассматривать отдельно. Проекты, ориентированные на зарубежного заказчика, однозначно должны быть с реакторами на НОУ-топливе. Кстати, исследовательский реактор в НИКИЭТ, который сейчас находится в режиме временного останова, использует НОУ-топливо. Суммируя ответ, могу сказать, что потеря экспериментальных возможностей нашему отечественному парку ИР в связи с конверсией не грозит.
- А если говорить о производстве молибдена-99? На ВОУ-топливе более эффективная наработка?
Ю. Драгунов: С молибденом вопрос не такой очевидный. Там, действительно, есть некий проигрыш. Но, тем не менее, тенденция в мире такова, что ИР переходят на НОУ. Это касается и наработки молибдена. Мы тоже прорабатывали эти вопросы.
- Не является ли избыточным количество действующих исследовательских реакторов?
Ю. Драгунов: Если мы говорим о избыточности или достаточности, то важно понять для каких целей и задач мы рассматриваем эти характеристики. Начнем с того, что сегодня российский парк действующих исследовательских ядерных установок, включающий в себя как собственно исследовательские реакторы, так и критические сборки и подкритические сборки является самым многочисленным в мире и составляет 22% от мирового парка (а это 231 ИЯУ). Далее следуют США с 18%, затем с сильным отставанием – Франция, Япония, Китай и т.д. Но если взглянуть более пристально, то окажется, что в Евросоюзе примерно соизмеримое с Россией количество исследовательских ядерных установок. США долгие годы не принимают активного участия в разработке новых энергетических ядерных установок. А Китай, активно развивающий атомную энергетику, увеличивает парк ИР (только за последние годы ввел в эксплуатацию два новых ИР – CARR с тяжеловодным отражателем и натриевый CEFR).
Если учесть эти и некоторые другие факторы, то окажется, что по иным параметрам может ощущаться недостаток: не зря же в начале 2000 гг. встал вопрос о необходимости высокопоточного быстрого реактора на замену реактору БОР-60 в НИИАР. Кстати, последний сегодня не только загружен, но и перегружен, а это не очень хорошо, в том числе, с точки зрения потребительских характеристик реактора (большое количество экспериментальных ячеек в активной зоне «разжижает» ее, снижаются потоки и интенсивность дозовых нагрузок). Поэтому ощущения, что парк отечественных ИР избыточен, нет. Но это и не исключает того, что надо работать по его оптимизации, трезво оценивая качество каждой отдельной установки, ее востребованность, то есть загрузку и, конечно, вопросы поддержания должного уровня безопасности.
- С чем связан столь длительный срок создания реакторного комплекса ПИК в Петербургском институте ядерной физики (ПИЯФ)?
Ю. Драгунов: Вопрос непростой. История сооружения реактора ПИК растянулась почти на поколение. Технический проект НИКИЭТ разработал еще в 1976 году. Строительство началось в 1978 году. Строился ПИК силами предприятий Минсредмаша, и к апрелю 1986 года объемы сооружения на 70-75% были выполнены. А дальше длительная пауза: сначала как реакция на чернобыльские события, потом распад Советского Союза. ПИЯФ, подведомственный Российской академии наук, потерял поддержку Минатома. К тому же и финансирование проекта долгие годы было куцым. Для РАН строительство производственных объектов – несвойственная функция, поэтому и ощутимого результата в завершении стройки не было. В 2011 году все-таки удалось осуществить физический пуск реактора, но впереди оказалось еще много тяжелой работы, необходимой для выхода на энергетический пуск.
Понятно, что за эти сложные годы наросло множество наслаивающихся друг на друга проблем: появлялись новые нормативные требования, требующие изменения проекта, необходимо было актуализировать научную программу ПИК, возникла идея создания на базе реактора ПИК международного центра коллективного пользования, а это требует инфраструктурных решений муниципального уровня. Казалось, что клубок распутать нельзя, но НИЦ «Курчатовский институт» взялся, и, похоже, движение вперед наметилось. Насколько я знаю, пересмотрены планы выхода реактора ПИК на мегаваттные мощности, то есть энергопуск, в 2018 году. НИКИЭТ надеется на это и всячески способствует этому.
- Давайте перейдем к новой разработке НИКИЭТ – многоцелевой исследовательский реактор на быстрых нейтронах (МБИР). Какие работы по этому проекту запланированы в 2015 году? Отразилось ли сокращение бюджетного финансирования ФЦП ЯЭНП на реализации проекта МБИР?
Ю. Драгунов: Для начала напомню, что в 2013 году мы вместе с коллегами из других институтов «Росатома» разработали технический проект реакторной установки, а «Атомпроект» разработал проектную документацию. В это время в Ростехнадзоре была проведена процедура лицензирования на право размещения МБИР на площадке НИИАР и получена лицензия. В 2014 году произошло два важных события: начались подготовительные строительные работы на площадке в НИИАР и были размещены первые заказы на изготовление реакторного оборудования. НИКИЭТ осуществляет авторское сопровождение изготовления этого оборудования – и это будет продолжаться и 2015, и в 2016, и в 2017 году.
Кроме того, в текущем году в соответствии с планом НИОКР ведутся работы, подтверждающие технические решения, заложенные в проект. Это планово предусмотренные работы, и объем их естественным образом сокращается. Между тем, возник комплекс работ, связанных со стремлением сократить капитальные затраты на сооружение и эксплуатационные затраты. С этой целью предусмотрено заменить несколько единиц контурного оборудования, при этом, конечно, необходимо выполнить должное обоснование режимов работ установки с этим оборудованием. Эти работы предусматриваться выполнить в 2015-2016 гг. В целом реализация проекта МБИР идет по плану. В мае этого года получена лицензия на сооружение МБИР. Дефицит средств в общем-то есть, но он никак не связан с сокращением бюджетного финансирования ФЦП «Ядерные энерготехнологии нового поколения».
- НИКИЭТ на своих производственных мощностях делает какое-то оборудование для МБИР?
Ю. Драгунов: Будем делать привода системы управления и защиты. Это новая разработка и изготовление предусматривается на собственной базе. Институт может делать и должен делать только ключевые, высокотехнологичные элементы реакторной установки, которые трудно сделать в других местах. Привода относятся к таким элементам. Например, «Гидропресс» изготавливает привода для своих реакторных установок, мы – для своих установок (для РБМК и других). Это ключевой элемент по безопасности и к тому же элемент движущийся. Поэтому к нему особые требования. Мы уже приступили к разработке рабочей документации. То есть по МБИР процесс идет. Необходимое на 2015 год финансирование есть, конкурсы объявлены, договоры заключены. А дальше посмотрим: если будет нехватка финансирования, то, наверное, будут найдены другие источники.
- Какие проекты ИР институт предлагает зарубежным заказчикам?
Ю. Драгунов: За последние годы НИКИЭТ в кооперации с другими организациями участвовал в нескольких тендерах на сооружение новых или модернизацию действующих ИР. Есть неудачи, но есть и некоторые успехи. На самом деле, в международных проектах важна основательность. Но довеие зарубежных заказчиков завоевать непросто, ведь наш последний зарубежный проект был завершен в 1984 году – это исследовательский реактор в г. Далат во Вьетнаме. И все-таки мы поставили перед собой задачу выйти на мировой рынок ИР. Прежде всего, мы разработали набор или линейку перспективных ИР различного уровня мощности – от 50 кВт до 20 МВт, из которой потенциальный заказчик может выбрать то, что ему требуется. Это шесть различных проектных решений, основанных на богатом опыте наших разработчиков и нормативных международных требованиях. При этом НИКИЭТ готов поставлять как собственно реактор, так и системы контроля и управления к ним. Мы наладили связи с проектантами и держателями технологий реакторных и постреакторных исследований. Совместно наработали комплексные предложения для центров ядерной науки и технологии (ЦЯНТ) с реакторами различного уровня мощности. Мы стараемся вести активную работу с зарубежными заказчиками, используя разные возможности: от самых традиционных, выступая на конференциях и демонстрируя наши разработки на выставках, до конкретного взаимодействия с конкретными странами.
- Вы сказали, что НИКИЭТ предлагает линейку перспективных ИР. Это уже готовые проекты?
Ю. Драгунов: Нет, это на уровне технического предложения. Готовый проект может быть только тогда, когда известны требования заказчика – мощность, параметры установки, сейсмика площадки и все, что с этим связано. Вот только тогда можно сделать законченный проект.
- А какой исследовательский реактор требуется Индонезии?
Ю. Драгунов: Пока непонятно. Контракт, который подписан с российско-индонезийским консорциумом, предполагает высокотемпературный газоохлаждемый реактор. Это разработка ОКБМ. В принципе тематика очень интересная, ОКБМ много этим занимается. Много идет разговоров, много проработок. Но какой должен быть принцип? Сначала надо построить установку у себя, чтобы была база, а потом предлагать ее заказчику.
- Возвращаясь к проектам НИКИЭТ, какие перспективные проекты ИР разрабатывает институт?
Ю. Драгунов: Это, прежде всего, уже упомянутые шесть проектов по мощностной линейке, а также комплексное предложение для центров ядерной науки и технологии. Вообще-то мы эту линейку постоянно дополняем в связи с тем или иным проявлением спроса. В ней, например, есть и чисто изотопные реакторы двух типов, и собственно исследовательские реакторы с заложенными возможностями производства коммерческой продукции. Эти работы мы ведем в инициативном порядке, за счет собственных средств, то есть сверх выполнения достаточно напряженных производственных планов и обязательств.
- В чем все-таки конкурентное преимущество НИКИЭТ на зарубежном рынке?
Ю. Драгунов: Во-первых, опыт. Все-таки специфика ИР определенная есть, и опыт в России накоплен только у нас. Фактически 90% российских исследовательских реакторов спроектированы нашим институтом. У нас имеются кадры, специалисты высокой квалификации. У нас заново воссоздана экспериментальная база, созданы стенды по свинцовому теплоносителю, создаются стенды по космическому направлению. Есть современное программное обеспечение, суперкомпьютер на 130 террафлопс. Такие колоссальные возможности! Сегодня у нас есть база для того, чтобы быть конкурентоспособными не только там, где бюджетное финансирование, но и в мире.