ТеРа Студия - Сосновоборская Теле Радио Компания
ТеРа Студия - Сосновоборская Теле Радио Компания

Сосновый Бор

  • Телеканал Тера студия
  • Интернет-телеканал Тера IP
  • Газета Тера-пресс
  • Радиоканал Тера

Алхимия? Нет, технология!

_IMG_8699

В последние тридцать лет о России как о сырьевом придатке Запада не писал только ленивый. Печатные и сетевые издания буквально забиты подобной «информацией», способной вогнать в депрессию даже самого отчаянного и неутомимого оптимиста. Заметить перемены не каждый способен — не у каждого россиянина под боком есть предприятия, где применяются современные технологии, а производственный процесс требует высочайшей квалификации – страна у нас большая и у каждого региона – своя специфика.

Сосновоборцам в этом смысле повезло. В непосредственной близости от города есть несколько крупных предприятий, где не только применяются, но и разрабатываются наукоемкие технологии. Почти все они так или иначе связаны с «Росатомом». На одно из таких производств, входящих в структуру Ленинградской атомной станции, мы и направились. Это – отдел радиационных технологий.

Самое таинственное подразделение

На вопрос, для чего нужна атомная станция, подавляющее большинство ответит, что ее главная задача – производство электроэнергии. Это безусловная правда, но не вся. Потому что на станции выпускают и другую продукцию, единственную в своем роде – и весьма конкурентоспособную на мировом рынке.

О том, что же это за продукция и кто ее делает, мы говорим с начальником отдела радиационных технологий Е.К. Горбуновым. Он работает на станции с 1977 года, пришел сюда после окончания института. Станцию знает до мелочей, а с 2001 года возглавляет ОРТ.

— Наш отдел был создан двадцать шесть лет назад, — рассказывает Евгений Константинович. – Это была совместная идея первого руководителя ОРТ Валентина Григорьевича Шевченко и директора станции Анатолия Павловича Еперина. Возникла мысль использовать реактор РБМК для накопления радиоизотопной продукции. Тогда и были заложены основы, созданы принципиальные разработки. В 2001 году, когда я стал руководителем отдела, вопрос технологических разработок был уже решен и надо было ставить все на промышленную и коммерческую основу. Это и была моя основная задача, как и процесс дальнейшего развития изотопного производства. Наша изотопная продукция в корне отличается от привычной промышленной продукции. На заводах выпускают машины, телевизоры, телефоны и другие изделия, которые можно увидеть и подержать в руках. Мы же не видим изменений предмета, который облучаем. Процесс происходит на уровне ядерных превращений. Например, мы облучили кремний в реакторе, то есть он прошел легирование. Внешне он выглядит так же, как и раньше, но изменились его внутренние свойства. Появился новый изотоп, которые придал ему необходимые потребительские качества.

— Как это происходит?

— Слиток кремния был помещен в нейтронный поток реактора, облучен – и в структуре образовался изотоп фосфора-31, что и превратило кремний в качественный полупроводник с уникальными свойствами. Качественные изменения произошли, но на атомном уровне, визуально оценить их невозможно.

Алхимия или технология?

Помните средневековые легенды о том, как алхимики превращали ртуть в золото? Много столетий они пытались это сделать самыми разными способами.

Радиационные технологии позволяют превратить один химический элемент таблицы Менделеева в другой, чем и занимается отдел радиационных технологий.

В отделе три основных направления работы, — продолжает Евгений Горбунов. — Главное, чем мы занимаемся – производство кобальта-60. Это искусственный изотоп, который в природе не встречается. Для его наработки в реакторе была разработана специальная конструкция облучательного устройства, в которое помещаются ампулы с кобальтом-59. Ампула — это герметичная трубка длинной 210 мм, диаметром 8,2 мм, в ней находятся таблетки с кобальтом-59. Оболочка — нержавеющая сталь или цирконий. Это устройство двухцелевого назначения. Во-первых, оно выполняет функцию дополнительного поглотителя и обеспечивает безопасную эксплуатацию реактора, поддерживает паровой эффект реактивности в регламентных пределах. После пяти лет эксплуатации в реакторе и выработке своего ресурса его извлекают.

А что же дальше? На других атомных станциях используются дополнительные поглотители с бором-10, и после выгрузки из реактора они отправляются на захоронение, как и любые другие РАО. В отделе радиационных технологий поступают иначе. После выгрузки из реактора дополнительный поглотитель – облучательное устройство – разбирается, и из него извлекают ампулы, где уже образовался кобальт-60. Использование облучательных устройств для наработки кобальта-60 позволяет наработать ценный изотоп, обеспечить безопасную эксплуатацию реактора и отсутствие радиоактивных отходов.

Источники ионизирующего излучения на основе кобальта-60 — очень ценный продукт, востребованный во всем мире. Они используется в гамма- установках для облучения разной продукции – например, медицинского инструментария. Это – самый эффективный способ обеззараживания. Такие технологии дезинфекции применяются главным образом в США, Канаде, Европе, где стандарты не позволяют использовать продукцию, не прошедшую гамма-облучение. Применяется этот способ и для обеззараживания овощей и фруктов – в местах, откуда их завозят, могут оказаться паразиты, которые в северных широтах начинают бурно развиваться.

Производство кобальта-60 ограничено, в большом объеме он производится всего в двух местах – в Канаде и на ЛАЭС, при этом отдел радиационных технологий обеспечивает 30% мирового рынка этой продукции. Облучение на реакторе РБМК экономически выгодно, никаких дополнительных затрат, кроме зарплаты персонала, в этом случае нет. Поэтому себестоимость получается достаточно низкой.

А что будет, когда существующие энергоблоки ЛАЭС выведут из эксплуатации? Эстафету подхватили на Курской и Смоленской станциях – там уже загрузили первые поглотители для наработки кобальта-60.

Второе направление, по которому работает ОРТ – нейтронно-трансмутационное легирование кремния. Особенность легирования в реакторе заключается в том, что атомы фосфора равномерно распределяются по кристаллической решетке кремния. Он и придает необходимые полупроводниковые свойства. Такие полупроводники используются в силовой и интеллектуальной электронике. Это – космос, самолетостроение, то есть те отрасли, где требуется особая надежность полупроводника. 90% продукции этого вида в России производится на Ленинградской атомной станции.

Наконец, третье направление – медицинские изотопы, которые применяются для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Это молибден-99, йод-125, йод-131.

Необычное в обычном.

Говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Там, где производят изотопы, могут показать только контейнеры куда помещаются кварцевые ампулы с исходным веществом, как собирают несколько контейнеров в облучательную сборку, ну и все прочее в том же духе, а вот с легированным кремнием дело обстоит несколько иначе.

И вот перед нами – слитки. Выглядят действительно как самые обычные. И свойства кремния у них тоже сохранились – например, хрупкость. Это требует особо осторожности при упаковке и транспортировке. Но вот характеристики отличаются принципиально, и об этом нам рассказывает К.В. Григорьев.

Константин Владимирович – специалист по радиационной химии. По этой специальности окончил Ленинградский технологический институт им. Ленсовета, затем аспирантуру, защитил кандидатскую диссертацию. Бывало в жизни всякое, в том числе и работа не по специальности. Но с 1995 года он – на ЛАЭС, в бюро, которое занимается такими фантастическими делами – превращением ядер кремния в ядра фосфора. Такой способ легирования имеет огромное преимущество перед другими.

— Основное преимущество – это высокая однородность, — продолжает Константин Владимирович. – В результате полупроводник приобретает уникальные параметры. В нашей практике его чаще всего покупают производители силовых электротехнических приборов, аппаратуры для космического и авиационного приборостроения.

Производство изотопов, легирование кремния и все остальное, чем занимаются в отделе, относится к категории наукоемких технологий. Если схематично, то ученый делает открытие, а инженер думает над путями воплощения этого открытия. Он, собственно, и создает технологию. В отделе радиационных технологий занимаются и тем, и другим.

— Задача инженерно-технического состава – подготовка и оформление технологических решений, — считает Константин Владимирович Григорьев, руководитель группы разработки технологии облучения кремния и медицинских изотопов. Есть люди, которые занимаются исключительно наукой, а задача инженеров – понять и внедрить технологический процесс в производство.

Кто работает волшебником?

В отделе радиационных технологий работает 34 человека. Вне работы это самые обычные люди – кто-то увлекается музыкой, кто-то спортом, кто-то выращивает на дачном участке диковинные растения. А на работе они заняты превращением химических элементов, что само по себе граничит с чудом.

В группе по переработке радиоактивных источников работают 10 человек – два инженера первой категории, два ведущих инженера и 6 слесарей. График работы не похож на тот, что в других подразделениях станции. Это связано со спецификой обращения с радиоактивными веществами, работы можно выполнять только в вечернее и ночное время. С помощью специальной оснастки в центральном зале идет разборка дополнительного поглотителя на отдельные элементы и их загрузка в защитную камеру, затем загрузка ампул с кобальтом-60 в транспортный контейнер. Работа очень ответственная и требует высокого мастерства. Для сравнения можно сказать, что мощность дозы гамма-излучения от кобальта-60 загруженного в контейнер такая же как от тепловыделяющей сборки (ТВС) только что выгруженной из реактора. Работы выполняются с применением оборудования, которое обеспечивает биологическую защиту и дистанционно, но все равно это требует тщательной подготовки и точности в выполнении операций.

Старший мастер Сергей Александрович Петров работает на станции с 1990 года. Пришел на Ленинградскую АЭС после службы в армии. Работу совмещал с окончанием учебы в институте. Работал инженером-технологом, мастером.

Мы разговариваем в операторской комплекса защитной («горячей») камеры четвертого энергоблока.

— Здесь мы занимаемся разборкой стержней дополнительного поглотителя, в которых находится кобальт-60, — рассказывает Сергей Александрович. – Отделение разделки защитной камеры отделено от операторской мощными стенами и защитным стеклом, что обеспечивает хорошую биологическую защиту, и позволяет работать с высокорадиоактивными изделиями дистанционно, при помощи копирующих манипуляторов и специальных механических устройств. Мы разбираем звенья дополнительного поглотителя, извлекаем из них капсулы с кобальтом-60, помещаем их в специальные контейнеры и отправляем поставщикам. Оборудование уникальное, работа интересная, – прежде всего тем, что такого никто в России больше не делает.

Само помещение вроде бы самое обыкновенное – есть пульт управления, столь обычный на ЛАЭС, и вот эта самая камера, чем-то напоминающая доменную печь, только вместо топки вот это самое стекло, а внутри как пламя яркий свет и блеск полированной стали.

— Этот комплекс позволяет работать дистанционно с очень большими активностями, — рассказывает инженер первой категории Григорий Юрьевич Юрченко. – до 200 тысяч Кюри. Звено доп. поглотителя поступает к нам в отделение разделки, непосредственно из центрального зала, и мы начинаем производить манипуляции – извлекаем пеналы — кобальт находится в двойной металлической оболочке. Это сделано для безопасности. Мы вскрываем оболочку, достаем капсулы, а затем отправляем их для загрузки в транспортные контейнеры.

Кстати, оборудование разработано еще в советское время – в ЦКБМ. Работает очень надежно и безопасно. Никакого контакта с опасными элементами нет, все выполняют манипуляторы. Вообще к безопасности здесь относятся строже, чем где бы то ни было.

Все под контролем

Любое новое технологическое решение – это еще и множество документов. Продукция должна соответствовать самым строгим нормативам, а соответствие подтверждается соответствующим сертификатом. Это обеспечивают сотрудники отдела технологического контроля и маркетинга.

В этом отделе работают и женщины, потому что здесь нужны особые внимание и аккуратность. Начальник лаборатории Любовь Анатольевна Еньшина пришла на станцию в 1991 году, после окончания Технологического института. Изучала радиационное материаловедение. В отличие от многих своих сокурсников, она с самого начала работает по специальности.

— Я была принята на станцию в лабораторию отдела ядерной безопасности, через полгода после моего прихода она выделилась в самостоятельное подразделение отдел радиационных технологий — рассказывает Любовь Анатольевна. Наша лаборатория занимается технологическим контролем изотопной продукции. На участке, где мы сейчас находимся, это кобальт-60. Технологический контроль ведется на всех стадиях. Он включает в себя как визуальный контроль, так и радиометрические и дозиметрические измерения, которые осуществляются с помощью приборов. Эти измерения являются основанием для сертификации и паспортизации – то есть документов, с которыми продукция направляется заказчику.

Нет, здесь не превращают ртуть в золото. Здесь делают куда более ценные материалы – и крайне необходимые. Ведь наше время – эпоха высоких технологий, когда то, что вчера казалось несбыточным, сегодня становится реальностью. На встрече с работниками отдела кто-то из журналистов спросил – а есть ли у отдела девиз? Об этом раньше никто не задумывался. Но мне кажется, что девиз есть – превращать в реальность самые смелые мечты.

Ирина ПОЛЯКОВА

Фото Дмитрия ЧУБАРЯ