На базовых установках ОИЯИ
Так уж совпало, что в конце 2006 года, юбилейного для Института, одна из его базовых установок, - исследовательский ядерный реактор ИБР-2 будет остановлен для проведения физических исследований на несколько лет с целью замены и модернизации устаревшего реакторного оборудования. Думаю, что это хороший повод в очередной раз проинформировать общественность об основных итогах работы реактора и о планах его дальнейшего использования.
Эксплуатация реактора началась в феврале 1984 года. В течение 22 лет безаварийной работы реактор ИБР-2 регулярно выводился на мощность для проведения физических экспериментов почти в двухстах сеансах. При этом ежегодная наработка реактора на средней мощности от 1,5 до 2 МВт составляла от 2000 до 2500 часов, а общая наработка на физический эксперимент к настоящему времени составляет примерно 47000 часов. Отличные эксплуатационные характеристики и высокая эффективность установки обеспечили реактору заслуженную репутацию одного из лучших источников нейтронов в мире для исследований в области физики конденсированных сред, биологии и материаловедении.
Тем не менее, за период эксплуатации, достаточно длительный для реакторной техники, техническое состояние оборудования некоторых важных систем приблизилось к установленным проектным ограничениям. Для решения этой проблемы в Институте была разработана программа работ по замене основных узлов и технологических систем реактора. Принципиально эта программа сформулирована в "Концепции модернизации реактора ИБР-2 в период до 2010 г.", утвержденной директором ОИЯИ. Концепция предусматривает финансирование и выполнение в установленные сроки масштабных работ, включая разработку, изготовление и монтаж нового реакторного оборудования. С учетом накопленного опыта эксплуатации и проведения физических исследований предложен и будет реализован ряд современных технических решений, заметно улучшающих эксплуатационные и физические характеристики реактора, что позволит говорить о создании в результате модернизации фактически нового реактора ИБР-2М, отвечающего современным требованиям реакторостроения по надежности и безопасности.
Задача модернизации ИБР-2 как высокоинтенсивного источника нейтронов мирового класса для передовых исследований в области физики конденсированных сред для ОИЯИ является крайне актуальной, так как в России возможности немногих действующих стационарных источников по ряду параметров уступают ИБР-2, а проведение выездных экспериментов на зарубежных источниках ограничено. К тому же проекты новых перспективных источников будут реализованы еще не скоро.
До остановки реактора будет выполнена значительная часть работ по проектированию, изготовлению, сборке и испытаниям нового оборудования. Работы по модернизации будут продолжаться и в дальнейшем с таким расчетом, чтобы к 2010 году выполнить физический пуск и энергетический пуск обновленного реактора и подготовить его к работам на физический эксперимент в штатном режиме. Таким образом, планируется, что эксплуатация реактора ИБР-2М начнется уже через пять лет. График работ на эти пять лет, учитывая их сложность и объем, для нас и для наших партнеров, среди которых известные специализированные институты и организации, весьма напряженный. При этом все работы по модернизации систем реактора, важных для безопасности, проходят под постоянным наблюдением и контролем государственных надзорных органов, что, безусловно, оказывает заметное влияние на темп работ.
Формат газетной статьи не позволяет подробно остановиться на каждом этапе, крупном или небольшом. По понятным соображениям "мелких" или второстепенных работ для ядерного реактора нет и не должно быть. С позиции принципов культуры безопасности, принятых в ядерной технике и технологии, все важно и актуально. Ниже в качестве примера приведу лишь некоторые этапы.
В 2004 году на реакторе был запущен в эксплуатацию новый, уже четвертый по счету подвижный отражатель с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Прежние подвижные отражатели имели срок службы порядка 8 лет. При этом время, необходимое для создания этих сложных и ответственных технических устройств, составляло 5-6 лет. А это значит, что практически в непрерывном режиме значительные финансовые и кадровые ресурсы тратились на эту работу. С новым подвижным отражателем ситуация совершенно другая, - при сохранении надежности и основной физической характеристики, длительности нейтронного импульса, формирование которого зависит главным образом от подвижного отражателя, ресурс этой машины составляет более 20 лет. Основная заслуга в успешной реализации этого сложного проекта принадлежит группе сотрудников механико-технологического отдела во главе с А.Ф.Зацепиным и В.П.Воронкиным.
Одним из принципиальных этапов процесса модернизации является создание новой топливной загрузки для активной зоны реактора ИБР-2М. Процесс подготовки нового ядерного топлива, учитывая особую ответственность этой работы, достаточно длительный и сложный. И на реакторе ИБР-2, и в сторонних организациях к этой работе привлечены наиболее опытные и высококвалифицированные специалисты. Со стороны ЛНФ руководителями работ являются А.И.Бабаев, А.В.Долгих, И.Д.Филин. В 2004 году мы получили в необходимом количестве тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) со "свежим" топливом с более продолжительным сроком службы, изготовленные на ПО "МАЯК". В 2006 году в Институте ТВЭЛы должны быть собраны в тепловыделяющие сборки (ТВС), то есть конечные изделия, предназначенные для их установки в активную зону. ТВС будут собираться по разработанному технологическому процессу на специальном технологическом участке. Монтаж оборудования на технологическом участке и документирование производства завершены. По сути, в ОИЯИ создан уникальный сборочный "мини-завод", аналогов которому нет в научных организациях. В настоящее время проводится подготовка к получению лицензии Ростехнадзора России на право проведения сборочных работ.
Полным ходом идут работы по изготовлению основного технологического оборудования реактора. В частности, в НИКИЭТ завершено производство перегрузочного устройства активной зоны и продолжается изготовление нового корпуса реактора, в Опытном производстве ОИЯИ ведется изготовление новых, более удобных в эксплуатации, откатных защит и стационарных отражателей. Серьезной технологической задачей является предстоящие в 2007 году разгрузка активной зоны и последующий демонтаж высокоактивного оборудования: корпуса реактора и околокорпусных устройств. Все эти работы выполняются ведущими инженерами-технологами, инженерами-электриками и конструкторами лаборатории С.А.Царенковым, В.М.Пеуновым, В.Е.Шейкиным, А.А.Яковлевым, Э.В.Волковым, В.А.Трепалиным, А.В.Курамшиным, В.И.Каплиным, А.Н.Евдокимовым, Н.А.Волковым, А.А.Кустовым, А.Н.Кузнецовым, В.М.Крыловым.
Большая доля работ приходится на "интеллектуальное" оборудование реактора, а именно: систему управления и защиты (СУЗ), систему контроля технологических параметров реактора. В рамках этой задачи будет полностью обновлена электронная аппаратура управления и контроля, усовершенствована система диагностики технического состояния оборудования, проведена замена основного пульта управления реактора, исполнительных механизмов СУЗ. Часть такого оборудования уже изготовлена. Остальное оборудование находится в производстве или в стадии разработки. Планируется замена стационарной системы радиационного контроля как важной составляющей обеспечения радиационной безопасности реактора. На этих важнейших работах заняты В.Г.Ермилов, Л.В.Едунов, Н.П.Анцупов, Ю.Н.Тихомиров, А.Н.Казаков, П.К.Утробин, С.В.Куликов.
Принципиально важны работы, связанные с улучшением пользовательских характеристик реактора. Для этого, наряду с планируемой оптимизацией замедлителей и экспериментальной базы на выведенных пучках нейтронов в соответствии с требованиями современной науки, создаются уникальные криогенные замедлители, призванные обеспечить заметное повышение среднего потока нейтронов в "холодной" части спектра на ряде пучков. Основными исполнителями этой части проекта являются Е.П.Шабалин, А.А.Беляков, С.А.Куликов, В.Ф.Филимонов, М.Б.Бунин.
Постоянная поддержка работ, связанных с необходимостью проведения теоретического анализа, расчетов и обоснований безопасности, выполняется научными сотрудниками группы ядерной безопасности ЛНФ Ю.Н.Пепелышевым, А.Д.Роговым, А.К.Поповым, В.В.Мелиховым.
Говоря о технических задачах, нельзя не сказать о проблеме кадров. Тезис, что "кадры решают все", особенно для работ с такими сложными объектами, как ядерный реактор, безусловно, актуален. Большая часть модернизируемых систем относится к системам, важным для обеспечения ядерной, радиационной и технической безопасности. Очевидно, что должны быть обеспечены и соответствующая этим высоким требованиям профессиональная подготовка сотрудников и их численный состав.
В настоящее время работы по модернизации в основном проводятся научными сотрудниками, инженерами и рабочими подразделений ЛНФ, занятыми на реакторе ИБР-2. При этом главные задачи в процессе модернизации выполняет высококвалифицированный инженерный персонал технических отделов и реактора ИБР-2 старшего и среднего поколения, имеющий основной опыт по его созданию и эксплуатации. Возраст этой категории сотрудников в диапазоне 50-70 лет. К сожалению, приток молодых инженеров и рабочих с профильным образованием по известным причинам недостаточен и не компенсирует естественный уход ветеранов. Общая ситуация с проблемой комплектования и омоложения технических кадров остается приоритетной задачей не только для реактора, но и в целом для Института. На ее успешное решение необходимо направлять наши совместные усилия.
Тем не менее, коллектив продолжает успешно работать и решает поставленные задачи. К настоящему времени от общей стоимости проекта модернизации выполнено примерно 50 процентов запланированных работ. Численность сотрудников разных подразделений, занятых эксплуатацией и модернизацией реактора, - около 130 человек. Руководство и координация работ по модернизации при финансовой и организационной поддержке дирекций ЛНФ и ОИЯИ осуществляется главным инженером ЛНФ В.Д.Ананьевым. В программе активно участвуют руководители, ведущие специалисты и рабочие основных технических отделов и служб. А по существу, весь коллектив лаборатории является ответственным исполнителем программы модернизации как важнейшего этапа в жизни реактора ИБР-2.
А. Виноградов, главный инженер ИБР-2
