На предприятиях, перерабатывающих ядерное топливо, планируют внедрить систему онлайн-контроля за опасным веществом.
Ученые из МИФИ завершают создание установки, которая должна значительно повысить безопасность переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Особо опасному изотопу йода, который выбрасывается при этом в атмосферу, обещают не оставить шансов улетучиться. Прибор называется «Оптический комплекс для мониторинга технологических процессов переработки ОЯТ в реальном масштабе времени» и представляет собой сложную лазерную установку, которая будет в некотором смысле высвечивать опасные вещества и определять их концентрацию.
— На данный момент у нас лучшие результаты в мире по чувствительности детектирования изотопов йода в реальном масштабе времени, — говорит автор изобретения профессор МИФИ Сергей Киреев. — Предварительные отчеты показывают, что по чувствительности наше оборудование лучше аналогичного, которое внедряют во Франции, в 800 раз.
Улучшать детектирование йода-129 ученые вынуждены по нескольким причинам. Во-первых, это одно из самых опасных веществ, которое образуется в процессе переработки топлива — период полураспада изотопа составляет 15,7 млн лет, и он обладает исключительной миграционной подвижностью. Во вторых, его очень сложно обнаружить из-за малой энергии излучения. И наконец, самое главное: в окружающей среде этого вещества становится все больше.
Концентрация йода-129 резко возросла после испытаний ядерного оружия — всего в воздух с 1945 года по 1980 год попало около 70 кг этого изотопа (что превысило естественную природную концентрацию в семь раз). Но сейчас радиохимические предприятия, как пишет в своей научной работе профессор Киреев, выделяют в атмосферу еще больше йода-129. По его данным, за год нарабатывается примерно 430 кг йода-129. С учетом планов по увеличению переработки ОЯТ тревожный показатель будет становиться еще выше.
Предприятия имеют жесткий, основанный на советских требованиях регламент по очистке выбросов. Для всех опасных веществ действуют серьезные нормы предельно допустимых концентраций, и предприятия справляются с задачей не превысить уровень. Тем не менее проблема детектирования изотопов йода в реальном масштабе времени остается актуальной задачей — проверка на содержание йода-129 проводится методом забора проб.
Новый прибор для контроля концентрации йода-129 будет обладать уникальными техническими характеристиками: проводить измерения каждые 3–5 с и иметь чувствительность по йоду-129 не хуже 1011 атомов/куб. см. Все это в итоге должно помочь оперативно влиять на технологический процесс переработки ОЯТ и обеспечить полную экологическую безопасность.
— Сейчас пользуются старыми методиками, где применяется ручной отбор проб. Эти методики давно утверждены, проверены, и их применяют по инерции. Как любой другой завод, химический комбинат не заинтересован во внедрении нового, если есть добротные старые методы. Но нужен мониторинг этого процесса в режиме реального времени, который действительно нигде не проводится,
— комментирует главный специалист Института промышленных ядерных технологий национального исследовательского ядерного университета Николай Куренков.
Тем не менее некоторые эксперты находят данную меру излишней, считая, что безопасность в этом процессе и так находится на нужном уровне.
— Мне неочевидно, что в этом есть необходимость, потому что сейчас следят за технологическими регламентами. Куча параметров отслеживается: расходы всех материалов, температура, давление, время процессов,
— сомневается заместитель директора института проблем безопасного развития атомной энергетики Игорь Линге.
Работу выполняют специалисты МИФИ, которые выиграли объявленный в августе конкурс «Росатома». Сумма контракта на научно-исследовательскую работу составляет 12 млн рублей, но если эксперимент завершиться успехом, можно ожидать заказа на промышленное внедрение метода.