Меридианы сотрудничества
В декабре 2006 года делегация Лаборатории нейтронной физики имени И.М.Франка посетила Южно-африканскую корпорацию по ядерной энергии (NECSA) Департамента науки и технологии ЮАР в рамках сотрудничества ОИЯИ и ЮАР. Это первая африканская страна, ставшая ассоциированным членом ОИЯИ. Государственная корпорация NECSA, созданная в 1999 году, входит в Африканское региональное соглашение (AFRA), которое, наряду с МАГАТЭ, координирует проведение исследований и подготовку кадров в области ядерной физики и технологии. Базовой экспериментальной установкой NECSA является исследовательский реактор SAFARI-1, мощность которого составляет 20 МВт. Этот ректор работает уже более 40 лет и считается одним из самых доходных реакторов в мире. Редакция газеты обратилась с вопросами к членам делегации ЛНФ.
Какова была основная цель вашего визита?
В.Н.Швецов, заместитель директора ЛНФ: Цель визита была сформулирована в решении Второго совещания объединенного координационного комитета ЮАР-ОИЯИ, проходившего в Дубне в октябре 2006 года: разработать планы сотрудничества на 2007 год по двум проектам в рамках направления "Нейтронные приложения" - "Нейтронное рассеяние" и "Нейтронный активационный анализ", а также согласовать распределение средств, выделенных на эти проекты в 2006 году.
Для успешной реализации этих проектов нам было необходимо познакомиться с реальными условиями проведения экспериментальных работ на реакторе SAFARI-1. Важно было встретиться с участниками проектов, ну и, конечно, составить общее впечатление об этом ядерном центре. Кроме того, в нашу задачу входило изучение возможности расширения сотрудничества в других областях исследований с применением нейтронов в свете рекомендаций Второго объединенного координационного совещания.
Как проходило обсуждение проекта по нейтронному рассеянию? Какова его научная и прикладная значимость?
Начальник отдела нейтронных исследований конденсированных сред ЛНФ А.М.Балагуров: С руководителем группы рассеяния нейтронов на SAFARI-1 А.Вентером я был уже знаком по совместному участию в одном из координационных проектов МАГАТЭ. В ходе предварительной переписки мы обсуждали с ним в основном совместные работы по изучению внутренних механических напряжений (стрессов) в объемных изделиях и материалах. Но в течение визита, после знакомства с сотрудниками группы и их планами, программу решено было расширить и включить в нее некоторые научные темы.
Эксперименты на выведенных пучках нейтронов на SAFARI-1 находятся в настоящее время в стадии бурного развития. Идет радикальная модернизация существовавшего дифрактометра для стрессов и создание еще двух установок - порошкового дифрактометра и спектрометра малоуглового рассеяния нейтронов. В течение последних двух лет были выделены значительные средства, закуплено самое современное оборудование (монохроматоры, позиционно-чувствительные детекторы, прецизионный гониометр), ведется его монтаж и наладка. Группа небольшая (номинально 4 человека), молодая (трое - недавние выпускники университетов) и очень заинтересованная в совместных методических и научных работах.
В совместный проект на 2007 год вошли предложения экспериментов по внутренним напряжениям, которые из-за остановки реактора ИБР-2 на реконструкцию мы будем вести на нашем дифрактометре в Екатеринбурге. Эти работы носят в основном прикладной характер, кроме А.Вентера в них будут участвовать ученые из университета в Кейптауне. Кроме того, включены предварительные работы, связанные с изучением многослойных пленок на основе хрома и составов с редкоземельными элементами, в которых проявляются эффекты сильных электронных корреляций. В этих двух направлениях заинтересованы ученые из университета в Йоханнесбурге. В течение 2007 года предполагаются визиты всех сотрудников группы А.Вентера в Дубну и в другие нейтронные центры России.
Чем объясняется, что нейтронный активационный анализ (НАА) оказался одним из основных направлений сотрудничества с ЮАР?
М.В.Фронтасьева, начальник сектора НАА: Я бы отметила две причины. Во-первых, НАА играет значительную роль на реакторе SAFARI-1 и вносит большой вклад в формирование бюджета Аналитического центра NECSA. Этот центр, возглавляемый Арно Фаанхофом, входит в число 16 лабораторий мира, имеющих высшую международную аккредитацию ISO 9001 (Quality Management Standard). Государственные требования на проведение специфических анализов, связанных с урановой промышленностью, обязывают частные фирмы и предприятия контролировать содержание урана и ряда продуктов деления в биосубстратах занятого в производстве персонала и объектах окружающей среды. Требования к качеству таких анализов чрезвычайно высоки и, естественно, эти анализы хорошо оплачиваются. Кроме того, Аналитический центр выполняет коммерческие заказы на измерение радиоактивности. Это включает в себя сертификацию производимых в NECSA изотопов, измерение природной радиоактивности продуктов горнодобывающей промышленности, минералов, а также проведение мониторинга окружающей среды. Лаборатория НАА на реакторе SAFARI-1 - это, по сути, "завод", выдающий до 50 тысяч анализов в год.
А вторая возможная причина интереса к НАА в ОИЯИ - это уже человеческий фактор: в течение нескольких последних лет вместе с А.Фаанхофом мы участвовали в двух координационных программах МАГАТЭ. Проект, который мы предложили в качестве основы сотрудничества, - продолжение этих работ в МАГАТЭ с ориентацией на наши страны: "Сравнительный анализ воздействия на детей потребления продуктов питания, выращенных в условиях сильного антропогенного загрязнения в России и ЮАР". В 2006-2007 гг. предусмотрен анализ продуктов питания (потребительских корзин) в РФ и ЮАР. При посещении Аналитического центра меня и моего коллегу С.С.Павлова интересовала как организационная сторона дела (нам есть чему поучиться!), так и техническая: автоматизированный пневмотранспорт (загрузка и выгрузка образцов из реактора), система автоматической смены облученных образцов на детекторах, благодаря которой налажен массовый их анализ.
При посещении новой низкофоновой лаборатории в ходе дискуссии возникла идея изготовления в Дубне активной защиты для низкофонового гамма-спектрометра на основе пластического сцинтиллятора.
Впечатлило то, что постоянно совершенствуется материально-техническая база их радиоаналитического комплекса, и у наших коллег есть стремление внедрять современные методики для ответа на вопросы, которые иногда лежат и вне области нейтронного активационного анализа. Так, в Россию приедет молодая сотрудница Аналитического центра NECSA Сильва Олсен для изучения химических форм нахождения элементов, что особенно важно при анализе токсичных элементов в продуктах питания. Хороший стимул для образования в этом направлении есть и у наших молодых сотрудников. В ближайшее время планируется месячный рабочий визит одного из сотрудников нашего сектора для выполнения конкретной программы исследований на реакторе SAFARI-1.
Какие другие направления исследований вам удалось обсудить с коллегами из ЮАР?
В.Н.Швецов: При обсуждении планов на 2007 год с начальником отдела NECSA Яном Райном Зеевартом была отмечена перспективность сотрудничества в области трансмутации отработавшего ядерного топлива и высокоактивных радиоактивных отходов. Эта тематика будет предложена для включения в направление "Нейтронные приложения" в 2007 году. Для нас была также организована встреча с теоретиками реактора SAFARI-1, занимающимися вопросами ядерной безопасности реактора. Обмен опытом в этой области со специалистами аналогичного подразделения ИБР-2 также представляется одной из возможных перспектив развития нашего сотрудничества.
Что произвело на вас наибольшее впечатление при посещении ядерного центра ЮАР?
В.Н.Швецов: Это, пожалуй, лаборатория по производству изотопов. Сам факт, что NECSA производит и поставляет на мировой рынок 25 процентов медицинских и других изотопов, говорит о том, что это направление работ является лидирующим, престижным и доходным. Основным спросом пользуется Mo-99 (из которого образуется Te-99m, наиболее важный изотоп, используемый в диагностических целях в медицине). Налажено производство I-131, Р-32, S-35, Y-90. В качестве калибровочных источников промышленного назначения производят Ir-192, Cs-137, Co-60 и др. Заказы на все эти изотопы поступают более чем из 50 стран с пяти континентов. В промышленных масштабах поставлено допирование кремния.
Что еще привлекло ваше внимание при знакомстве с ядерным центром ЮАР?
М.В.Фронтасьева: При посещении подразделения, отвечающего за хранение и утилизацию радиоактивных материалов (Nuclear Liabilities Management) я встретила специалистов, занимающихся экологическим мониторингом как самой территории NECSA, так и других районов ЮАР. Наш опыт работы в биомониторинге атмосферных выпадений тяжелых металлов и других токсичных элементов в Европе и Азии, может быть, удастся распространить и на Южную Африку...
Еще я обратила внимание на действующую экспозицию Музея истории реактора SAFARI-1. Аналогичный музей украсил бы и наш ИБР-2.
С.С.Павлов: Я бы отметил высокий уровень технической оснащенности лабораторий и то, что вся коммерческая деятельность этого ядерного центра, позволяющая в значительной мере наполнять его бюджет, направляется и координируется специальным отделом менеджмента.
А.М.Балагуров: Корпорация находится в окрестности столицы ЮАР Претории. Это северо-восточная часть ЮАР в районе 25-го градуса южной широты, то есть ближе к экватору, чем, например, Каир. Но, несмотря на разгар лета, погода не была сверхжаркой, поскольку эта часть страны находится на Южно-африканском нагорье и приподнята над уровнем моря в среднем на 1600 м. Территория ядерного центра огромная, в несколько раз больше, чем ОИЯИ, хорошо ухожена - с зонами отдыха, цветами и бассейнами. Атмосферу открытости и дружелюбия мы почувствовали с первых же минут пребывания в NECSA. Перелет из "зимы в лето" тоже способствовал нашему хорошему настроению в этой стране.
В.Н.Швецов: Наш визит был прекрасно организован, наполнен содержательными встречами, переговоры отличались конструктивным характером. Особая роль в этом принадлежала А.Фаанхофу, который на протяжении всей недели уделял нам максимум внимания. Мы выразили нашу благодарность за теплый прием присутствовавшему на заключительной встрече 15 декабря исполнительному директору NECSA профессору Робу Адаму, который положительно оценил итоги нашего визита и выразил уверенность в плодотворности сотрудничества ЮАР и ОИЯИ.
