Реактор "Safari-1" (ЮАР) - один из наиболее загруженных работой исследовательских ядерных установок в мире. О показателях, достигнутых реактором, его истории, трудностях и перспективах рассказал представитель корпорации NECSA Дж.Ф.Дюбрейн.
"Safari-1" - это легководный аппарат типа tank-in-pool мощностью 20 МВт(т). Название реактора расшифровывается как "South African Fundamental AtomicResearch Installation".
Реактор находится в ядерном центре "Пелиндаба" в 40 км к юго-западу от Претории. Впервые он был выведен на критику 18 марта 1965 года.
С момента пуска до середины 70-ых годов реактор использовался для нужд НИР и НИОКР. Этот этап завершился в результате международного давления на режим апартеида в ЮАР - в 1976 году страна потеряла возможность импортировать ядерное топливо для "Safari-1".
После этого реактор перешёл на работу на сниженной мощности 5 МВт(т). Одновременно был инициирован проект по производству ядерного топлива для "Safari-1" в ЮАР. Первая собственная кассета была загружена в активную зону в 1982 году.
Несмотря на решение проблемы топливообеспечения, большой заинтересованности в "Safari-1" южноафриканские атомщики не испытывали, так как этот реактор был малополезен для программы по созданию ядерного оружия.
Падение режима апартеида не привело к немедленным изменениям в судьбе "Safari-1". Более того, в правительстве страны ставился вопрос о целесообразности продолжения его эксплуатации.
В период с 1996 по 1999 годы на реакторе был выполнен большой объём работ по модернизации, причём 70% расходов покрыла компания NTP. Целью модернизации являлось преобразование реактора из исследовательского в производственный (в первую очередь, наработка радиоизотопов).
Модернизация прошла успешно, и, начиная с 2000-ых годов, эксплуатационные расходы "Safari-1" полностью покрываются доходами от коммерческой деятельности.
С 2001 года, за малыми исключениями, реактор находится на мощности 300 и более суток в году. Ежегодно на реакторе отрабатывается 11-12 кампаний (циклов) продолжительностью 28-32 суток каждая. Время на перегрузку между циклами составляет всего порядка 5 суток.
Если на рубеж первой тысячи гигаватт-часов энергии реактор вышел за 30 лет работы, то для достижения второй тысячи потребовалось всего 8,8 лет, а третья и четвёртая тысячи достигались за 7 лет каждая.
Переход к напряжённой работе в коммерческих интересах потребовал серьёзных изменений в планировании и координации всех видов деятельности на реакторе.
Так, потребовалось найти равновесную конфигурацию активной зоны, позволяющую оптимизировать выгорание топлива (а также эффективным образом выйти на эту конфигурацию).
Для обеспечения коротких сроков остановов на перегрузки потребовалось разработать соответствующие методики с учётом всех требований по безопасности.
Кроме того, на установке пришлось внедрить динамическую интегрированную управленческую систему, позволяющую быстро реагировать как на требования заказчиков, так и на постоянно меняющиеся требования ядерных регуляторов.
Изменений в регуляторной базе докладчик коснулся особо, отметив, что за весь срок службы "Safari-1" эти изменения оказали наибольшее влияние на работу аппарата, причём процесс совершенствования регуляторной базы только усилился в последние два десятилетия.
"Регулирующий орган постоянно участвует в оперативной деятельности, проектах и работах по модернизации, важных для безопасности. Часто это приводит к длительным срокам получения разрешений и многоэтапным процедурам обмена документацией", - добавил докладчик.
Для реактора, пущенного в 1965 году и остающегося в эксплуатации, одной из важнейших задач является управление старением. Соответствующая программа была разработана в 2000 году и формально утверждена в 2009 году.
В общей сложности, с 2001 года на нужды замены, реновации и модернизации систем и оборудования "Safari-1" было потрачено порядка 10 миллионов долларов. В ЮАР рассчитывают, что реактор сможет оставаться в строю как минимум до 2030 года.
Для того, чтобы реактор продолжал безопасно эксплуатироваться, необходимо постоянно заботиться о кадрах. На реакторе всегда трудились квалифицированные работники, но многие из них за прошедшие годы покинули объект из-за изменения организационной среды, выхода на пенсию или ухода в отставку, трансформации рабочей силы или запуска новых проектов.
За последние 20 лет были разработаны внутренние учебные программы по таким дисциплинам как инженерное дело, ядерная физика, эксплуатация, техническое обслуживание и ряд других.
Но доступность человеческих ресурсов зависит не только от наличия программ, но и от множества других факторов, включая организационную структуру, политическую стабильность и финансовые условия работы.
В заключение докладчик коротко остановился на том, что планируется после останова "Safari-1" (то есть, после 2030 года или позднее). На смену должен прийти новый реактор MPR мощностью от 15 до 30 МВт(т).
Реактор MPR будет использоваться как наработчик радиоизотопов (в первую очередь, молибдена-99) и как инструмент для проведения исследовательских работ (в том числе, для облучательных экспериментов с образцами топлива и конструкционных материалов для планируемых к строительству в ЮАР новых атомных энергоблоков).
Проектный срок службы нового исследовательского реактора составит 60 лет.